viernes, 6 de marzo de 2015

Saturno

El planeta Saturno, el "Señor de los Anillos", quizás el más hermoso espectáculo celeste que puede observarse con un telescopio. Su diámetro es de unos 120.000 km, aproximadamente nueve veces el de la Tierra y su principal sistema de anillos se extiende a más del doble de esa distancia. Para hacernos una idea, si nuestra morada, La Tierra, tuviera el tamaño de una canica, los principales anillos de Saturno tendrían el tamaño de una bandeja de comida.


A simple vista Saturno parece un astro relativamente modesto, esta al doble de distancia del Sol que Júpiter, a alrededor de 1.400 millones de km, por lo que recibe cuatro veces menos luz solar que este y además su tamaño es algo menor. Los otros cuatro planetas visibles fácilmente a simple vista le superan mucho en brillo y hay varias estrellas que vemos más brillantes que Saturno, aunque por poco que nos fijemos no lo confundiremos con una estrella, no parpadea como estas. Sin embargo esta supuesta modestia se desvanece en cuanto lo enfocamos con un telescopio, por poco potente que sea nuestro instrumento de observación nos quedaremos maravillados por sus anillos, un espectáculo único. Los otros planetas gigantes: Júpiter, Urano y Neptuno, también tienen anillos de materia a su alrededor, pero son una minucia, solo visibles con las sondas espaciales, en cambió los anillos de Saturno pueden observarse con los más pequeños telescopios. Los vi por primera vez con un modesto telescopio refractor terrestre de 60 mm de diámetro provisto de un ocular zoom de 20-60 aumentos, regalo de mis padres, hace casi cuarenta años, una imagen que jamás se me olvidará. Con telescopios algo más potentes podemos disfrutar de una magnífica vista de Saturno y sus anillos, tal como muestra este dibujo obra de un astrónomo amateur húngaro, Tamas Szklenar, con un modesto refractor de 102 mm de diámetro, puede observarse la principal división de los anillos, la división de Cassini, entre los anillos A y B y algunos rasgos atmosféricos.



Con telescopios de mayor diámetro podemos observar más detalladamente Saturno, como nos muestra este dibujo realizado por el amateur norteamericano Michael Rosolina con un catadioptrico de 356 mm de diámetro. Pueden observarse los tres anillos principales, las bandas atmosféricas y el vórtice del polo norte (abajo en visión invertida).


Los primeros astrónomos en enfocar un telescopio hacía Saturno: Galileo, Riccioli, Fontana, Hevelius...se sintieron desconcertados por los cambios de aspecto de este lejano planeta, de año en año parecía cambiar. Especialmente confuso se sintió Galileo cuando vio como cambiaba el aspecto de Saturno, un pequeño disco con dos discos más pequeños, uno a cada lado del planeta, que de año en cambiaban de tamaño y en ocasiones desaparecían. Estos son los dibujos que hicieron estos primeros astrónomos que vieron Saturno con sus primitivos telescopios.


El primero que, tras observar Saturno, dió explicación a esos cambios de aspecto del "Señor de los Anillos" fue el gran astrónomo holandés Christian Huygens, el descubridor de los anillos de Saturno y de su mayor satélite, Titán. Huygens, tras varios años de observación, pudo concluir que Saturno estaba rodeado por un anillo y que las variaciones de su aspecto se debían a que Saturno, al igual que nuestro planeta, tiene estaciones, su eje de rotación está inclinado unos 27º y el anillo, paralelo al ecuador del planeta, tiene muy poco grosor por lo que en los equinoccios de primavera y otoño de Saturno se nos presenta de canto y solo puede observarse con grandes telescopios. Dado que Saturno tarda casi treinta años en dar una vuelta completa alrededor del Sol cada estación dura siete años y medio terrestres, por lo que los anillos se nos presentan de canto cada siete años y medio. El dibujo que hizo Huygens de Saturno y su órbita nos muestra claramente la razón de su variable aspecto.



Con nuestros modestos telescopios amateurs podemos seguir perfectamente este cambio de aspecto de Saturno. Un buen amigo, astrónomo amateur, Paco Yepes, nos ha proporcionado esta secuencia de fotografías del cambio de aspecto de Saturno a lo largo de seis años.




También es posible, a base de fotografías realizadas a lo largo de varios años, montar una animación del cambio de aspecto de los anillos de Saturno, eso hice con algunas de las fotografías que conseguí entre el 2010 y el 2013, las dos primeras con mi NA 120 y las dos siguientes con el S/C de 8" del Observatorio de Tiana.



En este gráfico podemos ver el cambio de aspecto de los anillos de Saturno y sus anillos de año en año.



Otro gran astrónomo de la segunda mitad del siglo XVII, Giovanni Cassini, descubrió la división entre los anillos A y C que lleva su nombre. En esta imagen rotulada, realizada por la sonda Cassini, un hermoso homenaje a ese gran astrónomo, podemos ver la estructura de los principales anillos de Saturno. Otro anillo, muy difícilmente visible desde nuestro planeta, el anillo D, interior al anillo C, fue descubierto por el gran astrónomo francés Audouin Dollfus en 1968, desde el observatorio del  Pic du Midi de Bigorre.



Con telescopios relativamente modestos, como reflectores y catadioptricos de alrededor de 8" pueden conseguirse muy  buenas imágenes de Saturno. Aquí hay un buen ejemplo, realizada pon un buen amigo, compañero de foros de astronomía, Luis (que postea con el nombre de Lujafer), utilizando un Schmidt-Cassegrain de 203 mm de diámetro.


Y una gran entusiasta de la astronomía, mi buena amiga Mercè, compañera de muchas salidas observacionales y de varios foros. Utilizando un modesto reflector Newton  de 203 mm de diámetro, hace estudios planetarios, siguiendo la meteorología de nuestros compañeros del Sistema Solar, este es un buen ejemplo. Podemos ver las principales bandas y zonas del planeta y los tres anillos principales con la división de Cassini entre el A y el B.



Con un telescopio algo mayor, en concreto un  Schmidt-Cassegrain de 235 mm de diámetro, un buen amateur chileno, Fernando Silva, consiguió esta excelente imagen.


Con telescopios de mayor diámetro, de 12" aproximadamente y todavía al alcance de los amateurs, podemos registrar más detalles en "El señor de los anillos", por ejemplo esta preciosa imagen de otro buen compañero del foro "Astronomo.org", Eusebio, que postea con el nombre de EMG, utilizando un reflector Newton de 305 mm de diámetro.



O esta magnífica imagen de un buen compañero francés del foro "Astrosurf", Jean-Yves, con un catadioptrico de 330 mm de diámetro.



Con telescopios aún mayores, como por ejemplo un S/C de 14" de diámetro (356 mm), los detalles que conseguimos de ese lejano planeta, a mil cuatrocientos de millones de km de nuestra morada, pueden ser espectaculares, tal como nos muestra esta preciosa imagen de otro amateur francés, Elie Rousset. La división de Enke, cercana al margen exterior del anillo A, y que con telescopios de menor diámetro es difícil de captar, aquí es evidente.



Un Schmidt-Cassegrain de 356 mm de diámetro es un magnífico telescopio para la observación y la fotografía planetaria, pero para sacarle todo el rendimiento hay que tener muy buenas condiciones de observación y además ser un avezado astrónomo planetario, con gran experiencia en la captación y el procesado de imágenes. Uno de los mejores fotógrafos planetarios es Damian Peach, tiene experiencia, un buen telescopio y muy buenas condiciones atmosféricas, este es un buen ejemplo del gran trabajo de Damian, una espectacular imagen de Saturno.



Las imágenes en color son espectaculares, muy estéticas, pero el blanco y negro puede destacar detalles que en color no son tan evidentes. Este es un buen ejemplo, dos fotografías realizadas con el mismo equipo, el mismo operador, el mismo día y solo con unos pocos minutos de diferencia entre una y otra, el autor, Christopher Go, es uno de los grandes de la fotografía planetaria. La fotografía en color es más espectacular, pero la realizada en blanco y negro resalta, por ejemplo, la forma hexagonal del vórtice situado en el polo norte de Saturno.



Con telescopios profesionales y gozando de unas excelentes condiciones atmosféricas, pueden conseguirse aún mayores detalles, tal como nos muestra esta fotografía realizada desde el Observatorio del Pic du Midi de Bigorre y utilizando el telescopio de un metro de diámetro, En esta fotografía podemos ver perfectamente el vórtice de forma hexagonal del polo norte, abajo en esta imagen con la orientación clásica, una tormenta con un tamaño que dobla el de nuestro planeta.



Y si situamos un gran telescopio por encima de la atmósfera terrestre, como por ejemplo el Telescopio Espacial Hubble de dos metros y medio de diámetro, las imágenes son increíblemente detalladas, tal como muestra esta fotografía en donde además de varias subdivisiones en los anillos podemos ver una aurora en el polo sur.



Los detalles de Saturno no son fáciles de observar y fotografiar, sus bandas atmosféricas se nos presentan casi completamente lisas, sin apenas rasgos, todo lo contrario que en Júpiter. Pero de vez en cuando podemos observar detalles impresionantes, por ejemplo las GWS (Great White Spot), tormentas en Saturno. Una de estas tormentas, descubierta por el astrónomo norteamericano Edward Emerson Barnard a mediados de 1903 y utilizando el telescopio refractor de 1 metro de diámetro del Observatorio Yerkes permitió al astrónomo español Josep Comas i Solà descubrir que Saturno presenta el fenómeno de la rotación diferencial, la velocidad angular varía según la latitud, es algo habitual en todos los cuerpos gaseosos, pero en el caso de Saturno esta diferencia es muy elevada. En esta fotografía, tomada en 1921, podemos ver el gran refractor del Observatorio Yerkes, el mayor del mundo, uno de los personajes que aparecen seguro que os resultará muy familiar a todos los amantes de la ciencia.


Estas tormentas generalmente aparecen cada 29 - 30 años, en las proximidades del solsticio de verano en el hemisferio norte, la última pudimos observarla en el año 2011. Aquí tenemos una animación de una rotación parcial de Saturno, con la GWS del 2011 claramente visible, realizada por un buen amigo, José Luis Lopez Salas, con un modesto Maksutov-Cassegrain de 152 mm de diámetro.



Otros amateurs como, por ejemplo un buen amigo de Francia, Christian Viladrich, utilizando un S/C de 14" de diámetro, nos proporciono esta detallada animación de Saturno con la gigantesca tormenta.



Damian Peach, con su S/C de 14" nos proporciono está espectacular imagen en color de Saturno con la última GWS.



Y las fotografías del Telescopio Espacial Hubble nos han regalado esta espectacular animación de una rotación de Saturno con la GWS del 2011.



Precisamente esa tormenta fue objeto de un gran artículo, realizado por los científicos españoles Agustín Sanchéz Lavega y Ricardo Hueso Alonso, de la Universidad del País Vasco y pertenecientes al Grupo de Ciencias Planetarias, ese artículo fue publicado en la más prestigiosa revista científica del mundo "Nature", de la cual son frecuentes colaboradores.



Los satélites de Saturno son otro objeto de interés para todos los astrónomos, tanto profesionales como amateurs. Con los más pequeños telescopios de aficionado, incluso con unos buenos prismáticos, es posible observar el mayor de ellos, Titán, otros cuatro satélites, Tetis, Dione Rhea y Japeto, son visibles con telescopios de mediana abertura. Este es un dibujo de Saturno y varios de sus satélites realizado por el amateur barcelonés Enrique Sanchez con un refractor ED de 120 mm de diámetro.




También podemos fotografiarlos fácilmente, tal como muestra esta imagen de un buen ameteur, Máximo, realizada con un S/C de 8", nos muestra seis de los principales satélites de Saturno..



Y si podemos hacer fotografías de Saturno y sus satélites de día en día podremos ver el hermoso baile de las lunas de Saturno. Entre el 16 y el 18 de abril de 2011 pude conseguír una pequeña animación que aquí os dejo. El satélite más brillante, en la parte inferior, es Titán, el mayor satélite de Saturno, con un diámetro de unos 5.000 km, el único satélite del Sistema Solar con una atmósfera densa.



El descubridor de la atmósfera de Titán fue el insigne astrónomo barcelonés Josep Comas i Sola, con el refractor de 380 mm de diámetro del Observatorio Fabra de Barcelona, a principios del siglo XX, hace un siglo. Si alguna vez viajáis a Barcelona y os interesa la astronomía no dejéis de visitar el "Observatori Fabra", situado cerca de la cima del monte Tibidabo, desde donde se disfruta de una espectacular panorámica de toda la ciudad.


Y, sobre todo, os recomiendo ir a una visita una noche de verano. Una buena cena y, de postre, contemplar el firmamento con ese antiguo pero excelente telescopio, es algo que jamás olvidaréis. Al final de mi artículo hay, entre otros enlaces, la pagina web del Observatorio Fabra con toda la información necesaria para poder visitarlo.


El Telescopio Espacial Hubble, utilizando filtros centrados en el infrarrojo, pues la luz infrarroja atraviesa hasta cierto punto la gruesa capa de nubes, nos permite observar detalles en la superficie de Titán.



Con fotografías tomadas por el Telescopio Espacial Hubble el año 2009 se realizó este espectacular vídeo. Nos muestra Saturno, sus anillos y cuatro de sus satélites con sus sombras transitando por delante del disco del planeta. Destaca, sobre todo, Titán y su sombra proyectándose sobre el hemisferio norte de Saturno y con un color fuertemente anaranjado. Lo dejo en dos versiones, la primera el vídeo sin ninguna explicación y la segunda rotulada y con audio.

video


video

Clicando este enlace podréis verlo a pantalla completa, vale la pena, es realmente hipnótico.
Transito lunas de Saturno, video

Y en estos dos enlaces podréis descargaros el vídeo en sus dos versiones.
Transito lunas de Saturno, vídeo
Transito lunas de Saturno, vídeo rotulado y con audio

Los estudios realizados desde la Tierra, con telescopios en la superficie o telescopios en órbita terrestre, nos han permitido conocer muchos datos de Saturno, pero las sondas espaciales han sido decisivas. La primera en llegar a Saturno fue la Pioner 11, en agosto de 1979. Pocos años más tarde, a principios de los 80, las sondas Voyager nos dieron unas increíbles imágenes de Saturno, por ejemplo los anillos con innumerables divisiones.


También nos dieron las primeras vistas de sus satélites, por ejemplo Titán, aunque fue imposible observar detalles de su superficie debido a su capa de nubes.


También nos dio imágenes de Japeto, uno de los más misteriosos cuerpos del Sistema Solar, con un hemisferio brillante y el otro muy oscuro.


Al alejarse del "Señor de los Anillos" las Voyager nos enviaron una espectacular imagen, Saturno en fase creciente, algo imposible de contemplar desde La Tierra.


La siguiente sonda, tras las Voyager, en llegar a Saturno, fue la Cassini, una misión conjunta de la NASA y la ESA. Entró en órbita de Saturno el primero de julio de 2004 y durante años nos ha proporcionado las más detalladas imágenes de Saturno conocidas hasta la fecha, por ejemplo el vórtice hexagonal del polo norte.


Este es un vídeo realizado a base de las fotografías realizadas por la sonda Cassini, del vórtice en el polo norte de Saturno.



Clicando en este enlace podréis verlo a pantalla completa.
El vórtice hexagonal del polo norte de Saturno, vídeo

En el 2011 la sonda Cassini nos proporciono imágenes en primer plano de la gran tormenta de Saturno.


Y nos permitió seguir su evolución a lo largo de varios meses, con unos detalles increíbles.


La sonda Cassini nos dio otra impactante imagen, La Tierra, nuestro mundo, visto desde Saturno, un pequeño punto azul perdido en la inmensidad del cosmos, tal como decía Carl Sagan. Ver esta fotografía, con nuestro planeta reducido a un minúsculo punto, debería darnos mucho que pensar, por ejemplo que los nacionalismos, la manía de trazar fronteras, son algo absurdo. Somos ciudadanos del mundo, al menos yo me considero así.


Los estudios realizados por la sonda Cassini nos han permitido avanzar en nuestro conocimiento sobre Saturno, un planeta con un diámetro nueve veces mayor que el de La Tierra y cien veces su masa, con una densidad media menor que la del agua loo cual, unido a su elevada velocidad de rotación, hace que sea el planeta con mayor achatamiento polar, con un núcleo rocoso del doble del diámetro de La Tierra y unas veinte veces su masa, envolviendo el núcleo hidrógeno y helio a una elevada presión y temperatura y más allá una densa atmósfera compuesta principalmente por estos gases, una atmósfera con vientos con una velocidad de hasta 500 m/s.



La sonda Cassini también nos proporcionó imágenes en primer plano de los satélites de Saturno, por ejemplo los géisers de Encelado, el más pequeño cuerpo del Sistema Solar con actividad geológica.




O esta vista de la espectacular cresta ecuatorial de Japeto, con una altura que en algunos puntos llega a los 30 km.



A base de fotografías de la sonda Cassini se realizó este magnífico vídeo, "El baile de las lunas de Saturno", preciosas imágenes y preciosa música, del ballet "Cascanueces" de Tchaikovsky.


Clicando este enlace podréis verlo a pantalla completa, vale la pena, es magnífico.

La sonda Cassini disponía además de un módulo de aterrizaje obra de la ESA, la Agencia Espacial Europea, destinado a posarse en el principal satélite de Saturno, Titan, su nombre Huygens, en honor del descubridor de Titán.




Durante su descenso nos transmitió unas increíbles vistas aéreas de Titan, primero las nubes y poco a poco, mientras descendía, nos fue mostrando la superficie. 


La sonda Huygens aterrizo en Titán el 14 de enero de 2005, la primera sonda espacial en posase en la superficie del satélite de otro planeta del Sistema Solar, en la región llamada "Xanadu" e inmediatamente nos transmitió imágenes.


La sonda Huygens ha comprobado que la atmósfera de Titán, compuesta principalmente de nitrógeno y metano, proporciona una presión atmosférica en su superficie un 50% mayor que la presión atmosférica en la superficie de la Tierra. Hay lagos de metano liquido, nubes de metano y lluvias, con un ciclo equivalente al ciclo hidrológico de la Tierra: evaporación, condensación y precipitación. Esta es una representación artística de la superficie de Titán.


Dejo unos cuantos enlaces de interés.

Un buen artículo con los datos básicos de Saturno.
Saturno, artículo

Otro buen artículo dedicado a Saturno, obra del GEA (Grup d'Estudis Astronòmics)
Saturno, artículo

Un muy buen documental dedicado a Saturno.

La pagina web de Christopher Go, uno de los mejores astrónomos amateurs dedicados al estudio de los planetas.
Cebu astronomy

La sección dedicada a Saturno de la pagina web de Damian Peach, uno de los grandes astrónomos amateurs, especializado en planetaria.
Damian Peach, Saturno

Los enlaces a dos páginas web, de Estados Unidos y del Japón, dedicadas a los estudios planetarios y con el mismo nombre, ALPO (Asociación de Observadores Lunares y Planetarios). En ellas podréis ver magníficas imágenes de nuestros compañeros del Sistema Solar, dejo los enlaces directos a las respectivas secciones dedicadas a Saturno.

Un muy buen artículo de Ricardo Hueso Alonso en el que nos describe detalladamente las atmósferas de los planetas gigantes.

La página web del Observatorio Fabra de Barcelona.

Un enlace en donde podremos ver las espectaculares fotografías de Saturno obtenidas por el Telescopio Espacial Hubble.
El artículo de mi blog dedicado a las sondas Voyager.

Un muy interesante documental dedicado a la sonda Cassini

La pagina dedicada a la misión Cassini - Huygens del Jet Propulsion Laboratory

Un corto pero interesante documental sobre la misión de la sonda Huygens en Titán.

La pagina dedicada a la misión Cassini - Huygens de la Agencia Espacial Europea.

Por último un interesante y completo artículo dedicado a Titán.

8 comentarios:

  1. Un artículo impresionante... Gracias por el tiempo que dedicas a compilar toda esta información y a compartirla...
    Saludos!!!

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    1. Gracias Israel, me alegro mucho de que te haya gustado.

      En estos últimos tiempos me he centrado en la labor divulgativa y me encanta. Cierto que esto consume la mayor parte de mi tiempo libre, pero sarna con gusto no pica.

      Saludos.

      Sergi.

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  2. Artículo completísimo y con abundancia de ilustraciones muy bien elegidas...felicidades Sergi

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    1. Gracias Ricky, me alegro de que te haya gustado.

      También te agradezco esas charlas telefónicas y, naturalmente, las veces que he estado en tu casa compartiendo nuestra gran afición por la astronomía.

      Saludos.

      Sergi.

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  3. Genial mil gracias en verdad muy completo

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    1. Gracias Sofer, me alegro que te haya gustado, la verdad es que he trabajado mucho en este artículo.

      Saludos.

      Sergi.

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  4. Sergi, felicidades por el artículo, muy didáctico y ameno.
    Un saludo.

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    1. Gracias Luis, me alegro de que te haya gustado, en estos últimos tiempos estoy cultivando mi faceta de divulgador y la verdad es que me encanta.

      Saludos.

      Sergi.

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