Astrónomos revelan detalles inéditos de la atmósfera y los anillos de Saturno: cómo se desplaza el planeta

La atmósfera de Saturno ha sido observada con un nivel de detalle sin precedentes gracias a la colaboración de los telescopios espaciales James Webb y Hubble, ambos de la NASA, que han logrado observar el planeta en distintas longitudes de onda durante el segundo semestre de 2024.

Estas imágenes, captadas con 14 semanas de diferencia, ofrecen a la ciencia la oportunidad de analizar la dinámica, composición y fenómenos meteorológicos de este gigante gaseoso como nunca antes, además de ampliar el registro de evolución estacional obtenido durante décadas de observación planetaria.

El reciente trabajo conjunto entre las dos principales herramientas orbitales de la NASA complementa varios años de investigaciones realizadas por instrumentos como la sonda Cassini, cuya misión se extendió entre 1997 y 2017, y renueva la capacidad de los astrónomos para rastrear la historia climática saturniana.

En el estudio infrarrojo obtenido por el Webb el 29 de noviembre de 2024, destaca la visibilidad de una corriente en chorro persistente de larga duración —conocida como “onda de cinta”— serpenteando por las latitudes medias del hemisferio norte, un fenómeno que permite inferir la influencia de ondas atmosféricas internas que no podrían ser detectadas desde la Tierra.

Apenas por debajo, se evidencia una pequeña mancha, remanente de la “Gran Tormenta de Primavera” de Saturno, cuya actividad se extendió entre 2010 y 2012 y cuyas huellas siguen siendo analizadas.

La imagen del Hubble, tomada el 22 de agosto de 2024 en luz visible como parte del programa de monitoreo OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy), muestra la conocida estructura de bandas atmosféricas y los emblemáticos anillos del planeta, realzando sutiles variaciones cromáticas en la superficie. En la captura se identifican con claridad varias lunas: Janus, Mimas y Epimeteo.

Mientras tanto, el análisis infrarrojo del James Webb permite penetrar desde las nubes profundas hasta la atmósfera superior, “pelando” las capas del planeta a diversas altitudes. Este método ofrece información sobre la distribución de compuestos y aerosoles en formas que sólo serían posibles con la combinación de observaciones multilongitud de onda. Así, los científicos pueden construir un modelo tridimensional de la atmósfera saturniana, lo que antes resultaba inalcanzable para una sola plataforma instrumental, según afirma la NASA en su boletín oficial.

Las imágenes publicadas en 2024 detallan fenómenos como tormentas dispersas en el hemisferio sur y la persistencia del inusual hexágono polar en el hemisferio norte, estructura descubierta por la sonda Voyager en 1981, que sigue siendo uno de los sistemas meteorológicos más estables y enigmáticos del sistema solar. Su detección en las imágenes recientes destaca la vigencia de ciertos procesos atmosféricos gigantes a lo largo de décadas.

La NASA advierte que estas podrían ser las últimas imágenes de alta resolución del hexágono durante los próximos 15 años, ya que el polo norte de Saturno entrará en un invierno prolongado —oscureciéndose durante un ciclo estacional completo hasta la década de 2040— imposibilitando su observación directa en ese periodo.

La observación reciente de los polos mediante el infrarrojo del James Webb muestra una marcada coloración gris verdosa cerca de los 4,3 micras, fenómeno que la NASA relaciona con una posible capa de aerosoles de gran altitud que dispersa la luz en esas regiones.

También se sugiere que la actividad auroral, derivada de la interacción entre moléculas cargadas y el campo magnético saturniano, es una explicación plausible para estas emisiones polares. Los polos y las auroras han sido objetivo constante tanto del Hubble como del James Webb, así como de investigaciones anteriores sobre los sistemas de Júpiter, Urano y Neptuno.

La evolución y la dinámica de los anillos

Las imágenes del James Webb y el Hubble del segundo semestre de 2024 no sólo documentan la atmósfera, sino que muestran, con nitidez sin precedentes, el complejo entramado de los anillos saturnianos.

El James Webb, a través del análisis infrarrojo, destaca los anillos como extremadamente brillantes, debido al predominio de hielo de agua altamente reflectante. Ambas fotos exhiben la cara iluminada por el sol; en el caso del Hubble, se aprecian además las sombras de los anillos proyectadas sobre la superficie planetaria.

Los especialistas de la NASA señalan diferencias notables en la apariencia del anillo B —la región central más densa— y del anillo F, el más externo, que se percibe delgado y definido en el Webb, pero apenas visible en el Hubble. En la toma más amplia del James Webb se identifican seis de las lunas principales, incluyendo la mayor de ellas, Titán, ubicada hacia el extremo izquierdo de la imagen.

Las características visibles en la atmósfera y los anillos son modeladas por la interacción de vientos, olas y procesos internos que convierten a Saturno en un laboratorio natural para el estudio de la dinámica de fluidos en condiciones físicas extremas, subraya la NASA en su informe.

La órbita de Saturno en torno al Sol, combinada con la perspectiva cambiante de la Tierra durante su año, determina el ángulo visual que se tiene del planeta y el brillo relativo de los anillos. Las imágenes de 2024 revelan el avance de Saturno desde el verano boreal hacia el equinoccio de 2025; a lo largo de este proceso, continuará exponiendo progresivamente su hemisferio austral ante los observadores terrestres, lo que permitirá mejorar la cobertura y diversidad de los fenómenos detectados por ambos telescopios hasta bien entrada la década de 2030.

Desde hace más de una década, el programa OPAL y el monitoreo continuado del Hubble han permitido a los científicos crear un archivo invaluable sobre la evolución atmosférica de Saturno. La agregación de mediciones anuales revela la trayectoria y transformación de tormentas, la durabilidad de las bandas de nubes y los cambios asociados con los ciclos estacionales. La llegada del James Webb integra capacidades infrarrojas avanzadas a este registro sistemático, ampliando la profundidad y resolución de los análisis posibles.

La atmósfera de Saturno, su dinámica tridimensional y el comportamiento estacional de sus bandas y anillos, pueden así ser mejor comprendidas. La imagen obtenida por Hubble el 22 de agosto de 2024 evidenció las diversas lunas —Janus, Mimas y Epimeteo—, mientras que la del Webb del 29 de noviembre de 2024 permitió distinguir, entre otras, a Jano, Dione, Encélado y Titán.

Durante el periodo reciente de observación, los astrónomos detectaron remanentes de la Gran Tormenta de Primavera, un fenómeno cuya huella perdura más de una década después de su máxima actividad. También han identificado bandas oscuras, estructuras onduladas y tormentas por todo el hemisferio sur. Todos estos elementos refuerzan la importancia de Saturno como caso de estudio para la meteorología planetaria y la dinámica atmosférica de gigantes gaseosos.