Una nueva e impresionante investigación acaba de revelar grandes sorpresas sobre la composición y el tamaño del núcleo de Saturno. De hecho, abarca más de la mitad del planeta y solo una parte de él es sólida. El hallazgo, llevado a cabo por el astrónomo Christopher Mankovich y el astrofísico Jim Fuller, ambos de instituto Caltech, ha sido posible gracias al análisís de las vibraciones de uno de sus anillos. La investigación se publicará en un próximo número de ‘Nature Astronomy’, pero ya puede consultarse en el servidor de prepublicaciones arXiv.
Según los investigadores, el núcleo del gigante anillado no es el trozo de roca y hielo que muchos científicos habían imaginado, sino que se trata de algo mucho más difuso e impregnado de enormes cantidades de hidrógeno y helio. Y tan grande que se extiende a lo largo de 70.000 km, lo que equivale a cerca del 60% del diámetro total de Saturno. El trabajo no solo ayudará a mejorar lo que sabemos sobre cómo se formaron los planetas gigantes de nuestro sistema solar, sino también a comprender la naturaleza de ese tipo de mundos en órbita alrededor de otras estrellas.
Para determinar la estructura del núcleo de Saturno, Mankovich y Fuller recurrieron a los anillos que rodean el planeta gigante. Así, del mismo modo en que los terremotos ayudan a los sismólogos a explorar el interior de la Tierra, las oscilaciones internas de Saturno alteran sus fuerzas gravitacionales, creando ondas en los anillos que pueden revelar la estructura interna del planeta. Esas ondas son especialmente significativas en el anillo C, que es el más cercano a los tres anillos principales.
De este modo, al analizar las ondas de este anillo junto a los datos gravitatorios recogidos en su día por la ya desaparecida sonda Cassini, los investigadores hallaron que la parte sólida del núcleo, hecho de roca y hielo, tiene «solo» alrededor de 17 masas terrestres. Pero hay tanto hidrógeno y helio mezclados que, en realidad, el núcleo abarca más de la mitad del diámetro total del gigantesco mundo, hasta alcanzar las 55 masas terrestres (Saturno tiene 95 veces la masa de la Tierra).
Se trata, pues, de un auténtico ejercicio de «sismología de anillos» que spone una forma totalmente nueva de observar a los gigantes gaseosos. Y que revela una estructura mucho más compleja de lo que se pensaba hasta ahora.
Las teorías vigentes postulaban que un gigante gaseoso como Saturno surge cuando la roca y el hielo que orbitan alrededor del Sol empiezan a formar un conglomerado. Las tenues envolturas gaseosas permiten que los materiales más pesados se hundan hacia el centro del planeta, formando un núcleo compacto. Solo más tarde, según esas teorías, el núcleo empieza a atraer grandes cantidades de hidrógeno y helio, ingredientes que terminan por formar la mayor parte de la masa del planeta. Aunque ambos elementos son gases en la Tierra, la enorme gravedad de Saturno los comprime hasta convertirlos en un fluido.
Calor interno
Las teorías más recientes, sin embargo, sostienen que una gran cantidad de gas se incorporó al núcleo de roca y hielo al mismo tiempo que éste se estaba formando, hace unos 4.600 millones de años. Y que a medida que el planeta iba acumulando más y más masa, la proporción de gas aumentaba. La estructura descubierta por Mankovich y Fuller confirma ahora esas ideas, ya que el centro del planeta, que es la parte más antigua, tiene la mayor proporción de materia sólida, que va disminuyendo gradualmente (y no de golpe) desde el centro del núcleo hasta sus bordes, lo que lo convierte en algo difuso y no bien definido.
Las oscilaciones que Mankovich y Fuller detectaron dentro de Saturno también implican que el núcleo es estable, y que no burbujea como una olla de agua hirviendo, que es una forma en que un planeta puede transportar calor desde su interior hacia afuera. Y esa estabilidad del núcleo, además, puede ayudar a explicar un enigma que atormentaba a los científicos: por qué Saturno emite más energía de la que recibe del sol.
La respuesta es que justo después de su formación, Saturno estaba caliente, aunque luego se enfrió. Pero la estabilidad del núcleo podría haber conservado, como una tapadera, parte de ese calor original en el interior, lo que le ayudó a conservar un calor que aún en la actualidad irradia hacia el exterior.