sábado, 1 de marzo de 2014

Sombras nada más...

El año pasado el robot Cassini, en órbita de Saturno, tomó una serie de fotos del planeta gigante a contraluz, lo cual permite observar una cantidad de fenómenos que con luz directa no se ven. En la enorme panorámica se colaron varios otros planetas, incluida la Tierra, lo cual sirvió para organizar una campaña de saludos para "salir en la foto".

Me encanta la foto, aparte del hecho de que yo mismo salí en ella. La cantidad de detalles es enorme, y en particular me divertí con la identificación de las muchas luces y sombras. Voy a señalar las que más me gustaron. Primero la panorámica completa, para deleitarse. La reduje considerablemente para ponerla aquí, pero busquen la imagen original que tiene 9000 pixels de ancho:


No es la imagen más tradicional de Saturno, ¿no? El extraño aspecto se debe a que, como dije antes, la iluminación es a contraluz. El Sol está oculto detrás del planeta. Nada de lo que vemos está iluminado directamente. Es toda luz dispersada. Tan sólo algunos satélites y los otros planetas, que a esta escala son casi imperceptibles, están iluminados directamente por el Sol. Ahora los comento, pero primero la panorámica anotada para que me sigan.


Arriba y a la izquierda de Saturno, como embebidos en los anillos pero en realidad mucho más lejos, están Marte y Venus. Estoy seguro de que no se ven en la versión reducida de la imagen, así que voy a ir poniendo recortes de escala completa de cada detalle para que se vean mejor. Acá están. No se ve gran cosa a semejante distancia, por supuesto, pero si se fijan bien verán que Marte es rojito y Venus blanco.

Del otro lado, abajo y a la derecha de Saturno, y bastante más brillante que Marte o Venus, aparecen la Tierra y la Luna. En este recorte puse las dos imágenes obtenidas por Cassini, una tomada con la lente de campo ancho (en la que no se distingue la Tierra de la Luna), y la otra tomada a través del teleobjetivo, que muestra a la Luna claramente, más chiquita y más oscurita que la Tierra. Es una preciosa foto, especialmente para reflexionar sobre lo que alberga ese puntito celeste.

Varios de los principales satélites de Saturno también son destacables. Hay dos de ellos, Mimas y Encélado, que valen la pena mostrar en detalle. Iluminados por el Sol, proyectan su sombra sobre la miríada de partículas de hielo que forman los anillos. Así se ve Mimas, una delgada creciente. El anillo celeste que se ve cruzando esta imagen es uno de los anillos difusos de Saturno, el anillo G, que el propio Mimas contribuye a crear y mantener ordenado con su influencia gravitatoria. Mimas mide apenas 400 km de diámetro, es el objeto más pequeño conocido que es esférico por acción de su propia gravedad, es el satélite responsable de la División de Cassini en los anillos principales, ¡y es sorpendentemente parecido a la Estrella de la Muerte de Star Wars!

El otro satélite que vemos proyectando su sombra es Encélado. Éste es el recorte. Encélado está en una configuración distinta que Mimas en su órbita, y lo vemos mitad iluminado y mitad de noche. La sombra se proyecta sobre el anillo E, el más difuso de todos, y que el propio satélite produce con sus vapores. En la foto se ven, por debajo, las plumas de vapor que producen sus géiseres en el polo sur. Cassini ha tomado imágenes mucho más detalladas de este raro fenómeno, por supuesto, y vale la pena mostrar esta otra foto, en la que el pequeño satélite ¡parece estar impulsado por sus propios cohetes! Encélado es de hielo, como todos los satélites de Saturno, y aparentemente el masaje gravitatorio del planeta mantiene parte de este hielo en estado líquido en reservorios subterráneos, alimentando este vulcanismo helado. Mide apenas 500 km de diámetro, así que parte de estos vapores escapan a la débil gravedad del satélite, contribuyendo al anillo E. Y otra parte debe nevar sobre la superficie, seguramente contribuyendo a que Encélado sea el objeto más blanco del sistema solar, reflejando el 99% de la luz que recibe.

Todas estas sombras proyectadas sobre los anillos pueden parecer un raro fenómeno astronómico. Pero no es distinto que las habituales sombras que forman los rayos crepusculares, por ejemplo cuando vemos desde el baño de casa la sombra del Cerro Catedral al atardecer proyectada sobre la bruma atmosférica.

El juego de luces y sombras más sorprendente se da con el planeta y sus anillos. Aquí hay una versión anotada para guiarse:


Al principio puede confundir la orientación tridimensional del sistema de anillos: pasan entre nosotros y el planeta por el lado de arriba, y detrás del planeta por el lado de abajo. ¿OK? Fíjense que el brillo de los anillos es muy distinto del que estamos habituados a ver desde la Tierra, o en imágenes de Saturno iluminado de frente, como ésta:


Aquí está el recorte de los anillos a contraluz. Los vemos brillar por un efecto de dispersión de la luz incidente, a diferencia de la luz reflejada de las imágenes habituales. El anillo más brillante con luz reflejada es el B. Así que es el que deja menos luz disponible para la dispersión, y por eso en esta imagen lo vemos más oscuro. La División de Cassini, entre los anillos A y B, que es tan oscura en las imágenes habituales, es brillante a contraluz. El anillo F es completamente invisible visto de frente, y sin embargo es el más brillante en esta perspectiva. Los anillos difusos G y E muestran unas zonas brillantes por arriba y por abajo. No son regiones más densas, sino que se trata también de un efecto de dispersión llamado forward scattering.

La más confusa de todas las regiones es ésta. Aquí vemos un intrincadísimo juego de luces y sombras que cuesta interpretar. Rodeando el planeta vemos un círculo brillante: es luz dispersada en la atmósfera de Saturno. Como estamos viendo la mitad nocturna del planeta, esa corona separa la noche del día de Saturno, que está del otro lado. En otras palabras, son todos los amaneceres y todos los atardeceres de Saturno. Es el mismo efecto que produce el color rojo durante los eclipses de Luna en nuestro planeta, como ya he contado antes.

Por otro lado vemos los anillos a contraluz, que ya comenté arriba. En la parte superior de la imagen, donde los anillos se cruzan entre el planeta y la cámara, vemos que no llegan hasta el borde brillante de la atmósfera. Están interrumpidos antes por una cuña muy oscura. Esa oscuridad es la sombra de Saturno sobre los anillos. Allí el planeta bloquea la luz incidente del Sol, y no hay luz dispersada.

Pero luego los anillos reaparecen, bloqueando parcialmente la corona brillante de la atmósfera y esa luminosidad tenue del propio planeta. Estamos viendo los anillos, en sombra, ocultando la luz de Saturno. El más oscuro es el anillo B, que es más denso. El anillo F, tan brillante a contraluz, es tan delgado y tenue que desaparece. En la región del anillo C (el más interior) vemos delgadísimos anillitos individuales.

En la mitad inferior de la imagen, donde los anillos pasan detrás de Saturno, también vemos un oscurecimiento en la corona brillante de la atmósfera. ¿Qué es eso? Acá el planeta está por delante de los anillos. Así que es la sombra que los anillos proyectan sobre el planeta, algo que por supuesto nunca vemos desde la Tierra. En la foto que muestra el lado diurno que puse arriba se ven estas sombras, asomando debajo del anillo.

En esta imagen también se ven, cerca del borde exterior del anillo A, unas estructuras irregulares. Durante el equinoccio en Saturno, Cassini pudo observar que estas estructuras son colosales amontonamientos de partículas en los anillos, que se arman y se desarman dinámicamente proyectando sombras sobre las partes más suaves del sistema. Algunos satélites también producen estructuras, como ondas de densidad, que viajan por los anillos. Pero no pude localizar ninguna de éstas en la foto.

¿Y la luz que ilumina la noche de Saturno? ¿De dónde viene? ¡De los anillos! La cara brillante de los anillos ilumina brillantemente el hemisferio norte. Y un poquito de luz dispersa por la cara oscura de los anillos ilumina más tenuemente el hemisferio sur. La parte más oscura de la noche de Saturno es el ecuador, donde los anillos se ven de canto, así que no iluminan ni con luz reflejada ni con luz dispersa. Si uno fuera un astrónomo aficionado en Saturno preferiría poner su telescopio en el ecuador...

Bueno, suficiente. Este tipo de cosas son las que hacen de Cassini mi robot espacial favorito...


Crédito de las imágenes. Todas las fotos son de NASA/JPL/Cassini, editadas por Guillermo Abramson. Tengo versiones de más resolución por si alguien las quisiera. Pedid y os será dado.

Compartir:

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...