Nuevas imágenes de Saturno capturan su atmósfera y anillos como nunca

La combinación perfecta de los telescopios espaciales James Webb y el veterano Hubble nos ha deleitado con nuevas imágenes del planeta Saturno en dos rangos ópticos distintos. En ellas, pueden apreciarse detalles sin precedentes de su atmósfera estructurada en bandas, restos de gigantescas tormentas o el resplandor de su sistema de anillos.

Si bien ambos telescopios captan la luz solar reflejada por las nubes y brumas de Saturno, el Hubble muestra su atmósfera tal como los vemos a ojo desnudo, mientras que la visión infrarroja del Webb detecta nubes y sustancias químicas a diferentes profundidades.

Pero ¿qué elementos del gigante gaseoso podemos apreciar en estas nuevas y espectaculares instantáneas?

La atmósfera de Saturno presenta una sucesión de bandas de nubes y nieblas paralelas al ecuador, parecidas a una serie de cintas alrededor del planeta, que se mueven a diferentes velocidades y direcciones debido a los intensos vientos.

Para hacernos una idea, los vientos en su atmósfera superior alcanzan los 1 800 km/h en la región ecuatorial, en contraste con los casi 400 km/h de los vientos huracanados más potentes en nuestro planeta.

¿Y a qué se debe esta estructura tan peculiar de la atmósfera saturniana? Saturno radia más calor hacia el espacio del que recibe del Sol. Este calor interno provoca que gases calientes asciendan desde las profundidades, se enfríen en la atmósfera superior y se condensen en nubes, formando bandas de diferentes composiciones químicas (principalmente, cristales de amoníaco y agua).

Debido a su enorme velocidad de rotación (el día en Saturno dura aproximadamente 10.5 horas) y en combinación con la forma oblatosférica del planeta, se generan intensas corrientes en chorro (jet streams) que dividen la atmósfera en bandas paralelas. La fuerza de Coriolis separa los movimientos atmosféricos en estas bandas.

El planeta se observa de color amarillento, dorado o pálido en la luz visible, principalmente, debido a la composición química de su atmósfera superior, cubierta por nubes de cristales de amoníaco (NH₃). Estas absorben la luz azul y reflejan la luz amarilla y roja, lo que da al planeta su tono dorado característico.

A diferencia de Urano o Neptuno, donde el metano produce un color azul intenso, Saturno carece de concentraciones significativas de metano en sus capas superiores, lo que impide que el planeta se vea azulado.

En el hemisferio norte de Saturno se distingue en la imagen infrarroja una banda ondulada característica descubierta por la sonda Voyager 1 en 1980. Esta estructura ondulada en forma de cinta consiste en una corriente en chorro de larga duración que se mueve en sentido oeste del planeta.

Además, los restos de la Gran Tormenta de Primavera o Gran Mancha Blanca, un fenómeno meteorológico masivo y periódico en Saturno que ocurre aproximadamente cada 30 años en su hemisferio norte, aparecen tenuemente en la imagen del James Webb.

El polo norte de Saturno posee una característica atmosférica interesante: una corriente en chorro hexagonal. Este patrón tan característico se observó por primera vez en imágenes de la sonda Voyager 1 y ha sido estudiado con mayor detalle por la sonda Cassini desde entonces.

Con una extensión de aproximadamente 30 000 kilómetros, el hexágono es una corriente en chorro ondulada con vientos de 322 kilómetros por hora y una enorme tormenta giratoria en su centro. No existe ningún otro fenómeno meteorológico similar en todo el sistema solar. En las imágenes infrarrojas del James Webb, se pueden distinguir claramente varias aristas de esta peculiar tormenta con forma hexagonal.

Por otro lado, los polos de Saturno se visualizan con un distintivo color gris verdoso, lo que indica la emisión de luz en longitudes de onda cercanas a los 4,3 micras.

Esta característica particular podría deberse a una capa de aerosoles a gran altitud en la atmósfera de Saturno que dispersa la luz de manera diferente en esas grandes latitudes. Otra posible explicación sería la actividad de sus auroras, ya que las moléculas cargadas que interactúan con el campo magnético del planeta podrían producir emisiones luminosas cerca de los polos (de forma similar a las auroras boreales y australes en nuestro planeta).

Las observaciones infrarrojas ponen de manifiesto la estructura de la atmósfera de Saturno, incluyendo amplias bandas de nubes y sutiles variaciones causadas por diferencias de temperatura, vientos y brumas a gran altitud.

En particular, la sensibilidad del Webb a este tipo de radiación permite a los científicos explorar diferentes capas de la atmósfera y, de esta manera, estudiar cómo interactúan los gases, las nubes y los aerosoles a distintas altitudes. Estas observaciones aportan nuevos conocimientos sobre los complejos patrones climáticos y la dinámica atmosférica del planeta.

Por otro lado, los anillos de Saturno aparecen excepcionalmente brillantes en las imágenes de infrarrojo, ya que están compuestos en gran parte por partículas de agua congelada altamente reflectantes a unas longitudes de onda de 3 micras.

En este sentido, el anillo F de Saturno, el más externo, se ve delgado y nítido en la imagen del Webb. En la instantánea del Hubble, éste apenas se puede apreciar.

El planeta Saturno en el infrarrojo captado por el James Webb el 29 de noviembre de 2024. Se distinguen la estructura en bandas de su atmósfera, varias aristas de la tormenta hexagonal en el polo norte y el brillo en el infrarrojo de su sistema de anillos. NASA, ESA, CSA, STScI; Image Processing: Joseph DePasquale (STScI), CC BY

Finalmente, en una imagen de campo amplio en el infrarrojo, se distinguen seis de las principales lunas de Saturno: Titán (la más grande de todas), Encélado, Dione, Tetis, Mimas y Jano.

Además, un séptimo satélite está presente en la captura en el visible del Hubble: Epimeteo, el de menor tamaño de los siete y que comparte órbita con Jano, intercambiando sus órbitas cada cuatro años para evitar colisionar.

Una vez más, la estrecha colaboración entre estos dos observatorios astronómicos nos ha brindado unas imágenes espectaculares de un planeta vecino del sistema solar. De nuevo, el James Webb y el Hubble reescribiendo la observación astronómica.