¿De dónde vienen los anillos de los planetas?

Desde que, en el año 1655, Christiaan Huygens se convirtiese en la primera persona en observar el bellísimo sistema de anillos que rodea a Saturno, no sólo no hemos dejado de maravillarnos con su belleza, también nos hemos preguntado cuál es su origen, y es algo que no tenemos completamente claro…

Los anillos del Sistema Solar

Esta imagen de Saturno y sus anillos fue creada a partir de imágenes tomadas por la sonda Cassini en 2013.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/G. Ugarkovic

Todos los planetas gigantes del Sistema Solar tienen su propio sistema de anillos. Son fascinantes no sólo por su aspecto, si no porque sus orígenes son algo que no está completamente claro. Ahora, un estudio del Instituto de Tecnología de la Universidad de Kobe, en Tokio, intenta responder a esa pregunta. Su conclusión es que los anillos podrían estar formados por los fragmentos de planetas enanos que pasaron demasiado cerca de los planetas y fueron destruidos.

Esta investigación podría permitirnos responder muchas de las preguntas más repetidas sobre los anillos que rodean a los planetas gigantes, y también nos puede permitir analizar el pasado del Sistema Solar. Los investigadores japoneses utilizaron diferentes factores, como los tipos de anillos que rodean a cada planeta, la cantidad de masa que suponen, el porcentaje de cada material que se puede encontrar…

Así, tenemos por un lado los enormes anillos de Saturno (que tienen una masa estimada de unos 100 billones de kilogramos), que están compuestos principalmente (en más de un 90%) de hielo. En contraste, los anillos de Neptuno y Urano, mucho menos masivos y compuestos de un material mucho más oscuro, que deberían estar formados por una cantidad mucho mayor de elementos rocosos.

Estudiando su origen

Saturno (en color natural) fotografíado en su equinoccio, que tuvo lugar en 2009.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute Image

Así que para poder comprender estas diferencias entre unos anillos y otros, el equipo de investigadores se fijó en el modelo de Niza, una teoría de la formación del Sistema Solar que propone que los gigantes gaseosos migraron a sus ubicaciones actuales durante el bombardeo intenso tardío, un período que tuvo lugar hace entre 4.000 y 3.800 millones de años, y que se caracterizó por una desmesurada cantidad de impactos de objetos transneptunianos con los planetas del interior del Sistema Solar.

Después se fijaron en otros modelos recientes sobre la formación del Sistema Solar, en los que se plantean que los planetas gigantes tuvieron diversos encuentros cercanos con objetos del tamaño de Plutón. A partir de ahí, desarrollaron la teoría de que los anillos podrían ser el resultado de que esos objetos se viesen atrapados y fuesen destruidos por la gravedad de los planetas gigantes. Para poner a prueba su teoría, llevaron a cabo diversas simulaciones por ordenador que les permitiesen observar cuáles serían los efectos.

Concretamente, los investigadores realizaron dos simulaciones. En la primera analizaron cómo se destruyen los objetos de un tamaño similar al de Plutón cuando se encuentran demasiado cerca de un planeta gigante, calculando la cantidad de fragmentos que serían capturados por su órbita. De ahí concluyeron que la cantidad de fragmentos, y masa, explicaría cómo fueron capturados los anillos que podemos ver en la actualidad.

Detalle de los anillos de Saturno.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

En la segunda, analizaron la evolución a largo plazo de esos fragmentos capturados utilizando diversas simulaciones. Eso les permitió ver que los fragmentos capturados colisionarían constantemente entre ellos, destruyéndose y formando finos anillos que recorren los planetas gigantes alrededor de su ecuador. Es decir, los resultados de sus simulaciones eran consistentes con los sistemas de anillos que podemos observar en Saturno y Urano.

En los resultados también se incluyeron los satélites regulares interiores de ambos planetas, que debieron ser capturados de la misma manera, y además explicaba las diferencias en la composición de los anillos, demostrando que el límite de Roche (ese punto en el espacio en el que la gravedad de un objeto es tan superior a la del otro que el más pequeño ya no puede mantenerse unido por su propia gravedad) puede influir en qué tipo de material es capturado.

Un estudio muy útil

En esta imagen puedes observar una aurora en el ecuador de Urano y parte de sus anillos.

Lo más interesante de este estudio es que nos ofrece evidencias verificables para uno de los misterios del Sistema Solar. Podría ser, además, muy útil cuando nos encontremos con sistemas planetarios en otras estrellas que queramos analizar. Según los investigadores, su teoría indica que, en el pasado, debió haber dos épocas idóneas para que los planetas formasen anillos a su arlededor. La primera fue durante la fase de acreción del planeta (es decir, mientras se estaba formando), y la otra durante la fase de bombardeo intenso tardio. Del mismo modo, su teoría también predice la existencia de exoplanetas con gigantescos sistemas de anillos a su alrededor.

Así que, salvo que resulten estar equivocados, cuando vemos esas bonitas imágenes de los anillos de Saturno (o los anillos de cualquier otro planeta), lo que estamos viendo, en realidad, son los restos de un antiguo planeta enano. Esto deja una duda en el aire (para mí, claro está), ya que algunos asteroides, como Cariclo, tienen un sistema de anillos, mucho más pequeño y menos espectacular que el de Saturno. ¿Cómo los consiguieron? Parece poco probable que fuese por su gravedad…

El estudio es Ring Formation around Giant Planets by Tidal Disruption of a Single Passing Large Kuiper Belt Object, y puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Universe Today