Anillos

Cuando en astronomía se habla de anillos, todo el mundo piensa en Saturno.

El sexto planeta del sistema solar ha sido siempre un icono planetario, el más fotogénico y el que muchas veces se ha tomado como modelo en dibujos o películas de ficción para poner imágenes llamativas.

En casi todas imágenes de cielos ficticios aparecen planetas anillados

Pero ¿por qué Saturno tiene anillos y el resto de los planetas no? Habitualmente al referirse a Saturno se hablaba de la joya del Sistema Solar.  A veces se decía que era una rareza, aunque ahora sabemos que no, y  en realidad también otros astros los tienen pero mucho menos evidentes. Además acaba de publicarse un estudio que sugiere que estos anillos son bastante efímeros y es casi una casualidad el que hayamos vivido en la época del adornado sexto planeta.

Esta noticia me ha dado pie para escribir hoy sobre este tema.

En cualquier caso, ahí están, a la vista de cualquier modesto telescopio, y hasta hace no mucho, se pensaba que Saturno era el único planeta del Sistema Solar con esas características.

Urano

Hasta que en 1977 se descubrieron los anillos de Urano de una manera casual.

Aunque no se podían ver desde aquí, la ocultación de una estrella al pasar por detrás del séptimo planeta permitió deducir su existencia. Varios astrónomos observaban atentamente para deducir la consistencia de la atmósfera del planeta que sería diferente si la ocultación fuera instantánea o progresiva, pero antes de llegar a ese punto la luz de la estrella se apagó 5 veces, que se repitieron después de ocurrir la ocultación y permitió deducir la existencia de 5 estrechos anillos y así Saturno dejó de ser único. En realidad Urano tiene 9 anillos brillantes además de otros más oscuros.

Urano y sus anillos en una foto del telescopio espacial Hubble

Júpiter

Pero tan solo 2 años después, en 1979 la sonda Voyager 1 obtuvo imágenes de los débiles anillos de Júpiter. Imágenes sorprendentes porque nadie pensaba que también el gigante de la familia, los tuviera.

Si no se habían visto nunca desde la Tierra es porque son muy débiles y se componen fundamentalmente de polvo. La misión Voyager 1 consiguió imágenes a contraluz que dejaban evidentes las partículas de polvo que integraban esos anillos, algo similar a la siguiente imagen obtenida unos cuantos años después.

Imagen obtenida por la sonda Galileo. Júpiter eclipsa al Sol y la luz de éste reflejada en la partículas del anillo lo ponen en evidencia.    JPL.NASA

Parece que el polvo del que están formados, procede de los satélites más interiores de Júpiter: Metis, Adrastea, Amaltea y Tebe, situados en la misma zona de los anillos, después de expulsar este material debido a choques con meteoroides.

Neptuno

En ese momento, en que fueron descubiertos los anillos de Júpiter, de la excepcionalidad se infirió la generalidad: Si  tres de los planetas gigantes tienen anillos, ¿no los tendrá también el cuarto?  Observaciones de Neptuno desde la Tierra sugerían que al menos parecía tener arcos de anillos, pero como el Voyager 2 estaba de camino hacia allí, solo había que esperar para conocer la situación:

Y efectivamente, 5 anillos rodean al último planeta, y uno de ellos posee algunas zonas de mucha mayor densidad de partículas formando arcos en algunos tramos.

Algunos de los anillos y "arcos" de Neptuno

Parece ser que ya en 1968 los resultados de una observación podrían haber sugerido la existencia de los anillos de Neptuno, pero no fueron publicados hasta después del descubrimiento de los de Urano.

Al igual que en el caso de Saturno, algunos satélites pastores mantienen confinados los anillos en estrechas franjas sin que se dispersen.

Asteroides centauros

Pero esos 4 planetas gigantes no son los únicos astros del sistema solar que tengan anillos: En 2014, por el mismo método que con Urano, se descubrió que el asteroide centauro Chariclo debía tener un anillo. Posteriormente se ha comprobado que en realidad son 2, de unos 3 km de anchura el exterior y 7 km el interior. La estructura  puede tener su origen en material eyectado tras un impacto con otro objeto. 

Se llama centauros a los asteroides situados entre las órbitas de Júpiter y Neptuno. 

Chariclo, con unos 250 km es el centauro más grande conocido, aunque no el primero descubierto, que fue Quirón, de quien se sospecha que también pudiera tener anillos a partir de los datos obtenidos durante una ocultación estelar en 2011, aunque también podrían ser estructuras de otro tipo como un círculo o concha de gas y polvo, o chorros simétricos de material.

También se ha sugerido que su formación estaría favorecida por el paso cercano a los planetas gigantes cuyo tirón gravitatorio provocaría efectos destructivos, y que otros asteroides centauros podrían también tener anillos. 

Planeta enano Haumea

En 2017 aprovechando también una ocultación de una estrella por parte del planeta enano Haumea, investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía lograron determinar las características principales de este cuerpo, descubriendo la sorprendente presencia de un anillo a su alrededor, con un grosor de unos 70 km

Imagen virtual de Haumea y su anillo

El origen de este anillo se desconoce pero se piensa que, como en algún otro caso, un choque con otro astro pudo arrancar materiales de su superficie y que una parte de ellos pudo quedar en órbita alrededor de este mundo formando el anillo recién descubierto.

Seguramente habrá más, pero ya se conocen 7 astros del Sistema Solar que tienen anillos, incluyendo la duda de Quirón.

¿Y fuera de nuestro sistema?

Se ha encontrado al menos un exoplaneta con estos adornos: J1407B, cuyo  sistema de anillos es enorme comparado con Saturno, y posteriormente se han deducido indicios de algún otro, pero el caso de J1407B  es excepcional porque sus anillos son 200 veces más grandes que los de Saturno, de manera que si el sexto planeta de nuestro sistema los tuviera, se vería en nuestro cielo más grande que la Luna. Son más de 30 anillos formados por polvo, no por hielo como en Saturno, imposible a la temperatura reinante allí.

Imagen artística de J1407B realizada por Ron Miller

Este planeta gira alrededor de una estrella similar al Sol, y en algunos millones de años, también estos anillos desaparecerán y se formarán satélites.

¿Marte sustituirá a Saturno?

En el estudio mencionado al principio sobre la pérdida de los anillos de Saturno, se sugiere que están menguando a un ritmo tal, que dentro de unos  100 millones de años casi habrán desaparecido y que somos unos privilegiados por vivir en una época en que pueden admirarse, porque pudieran estar ahora en la mitad de su existencia, aunque respecto a su formación se sugieren diferentes épocas, desde 300 hasta 100 millones de años, sin desechar totalmente la posibilidad de que se formasen en las primeras etapas del Sistema Solar. 
Sin embargo, teniendo en cuenta que los anillos planetarios son  efímeros y van debilitándose, quizás en el pasado la imagen de Júpiter, Urano y Neptuno fuesen similares a lo que hoy es Saturno, y nos las hemos perdido.

Además de los trozos que vayan cayendo en espiral hacia el planeta por acción gravitatoria, la luz ultravioleta del Sol al incidir en algunas pequeñas partículas las ioniza y provoca su caída.

Aunque no hay unanimidad, la teoría más aceptada indica que los anillos de Saturno se formaron cuando una luna enorme del tamaño de Titán impactó contra el planeta. Mientras que el núcleo del satélite se sumergía en Saturno, las fuerzas de marea desintegraron la capa exterior de hielo, formando los anillos.

Pero si dentro de 100 millones de años Saturno pudiera perder sus anillos, otro planeta, en este caso Marte, podría tenerlos. Dentro de unos 40 millones de años el satélite marciano Fobos caerá sobre su planeta y es muy probable que sus escombros formen un anillo que dure hasta 100 millones de años. 

Fobos, el satélite de Marte que, según algunas opiniones, ya muestra indicios de una futura ruptura por las fuerzas de marea del planeta, como atestiguan los enormes surcos visibles en su superficie.

Fobos orbita a Marte a una distancia de solo 6000 km. A esa distancia está obligado a moverse muy deprisa, más rápido incluso que la rotación del planeta. De esa manera el efecto marea acelera la rotación de Marte y hace que Fobos se vaya acercando por la conservación del momento angular, actualmente 2 metros cada 100 años.

Finalmente podría impactar, o más probablemente disgregarse en millones de partículas que formarían un anillo, ya que parece ser que el satélite es un amasijo de materiales no muy compactados

¿Serán así los anillos de Marte en un futuro?

ACTUALIZACIÓN

En febrero de 2023 se ha descubierto que también Quaoar, asteroide del cinturón de Kuiper, tiene anillos. Además serían unos anillos muy especiales por estar más lejos del astro, de lo que la teoría predice: https://www.agenciasinc.es/Noticias/El-anillo-de-Quaoar-cuestiona-una-teoria-centenaria