El planeta Saturno (características)

El planeta Saturno es el sexto planeta del sistema solar. Es un gigante gaseoso muy conocido por sus espectaculares anillos, los únicos que se pueden observar desde la Tierra. De hecho, sus anillos lo convierten en un objeto astronómico muy observado, ya que pueden verse con un telescopio pequeño.

Su estructura es muy similar a la de Júpiter, y los principales componentes también son los mismos: hidrógeno y helio. Tiene una densidad media muy baja, inferior a la del agua; se puede decir que flotaría en un océano si se encontrara uno del tamaño suficiente. Un detalle importante de su forma es que es aplastado: el diámetro calculado de polo a polo es un 10% menor que el diámetro ecuatorial.

El planeta Saturno
Foto del hemisferio norte de Saturno, captada por la sonda Cassini el año 2016. Crédito de imagen: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Características físicas de Saturno:

Parámetro Valor
Satélites 82
Diámetro medio 116464 km
Diámetro (Tierra = 1,00) 9,14 Tierras
Volumen 8,27×1014 km3
Volumen (Tierra = 1,00) 763,59 Tierras
Masa 5,68×1026 kg
Masa (Tierra = 1,00) 95,16 Tierras
Densidad 0,69 g/cm3

Datos de rotación:

Parámetro Valor
Inclinación del eje de rotación 26,73°
Período de rotación sideral 10 h 33 min 38 s
Día solar (rotación sinódica) 10 h 32 min 36 s
Velocidad de escape 35,5 km/s

Datos orbitales:

Parámetro Valor
Excentricidad de la órbita 0,0565
Perihelio (distancia mínima al Sol) 9,041 UA
Afelio (distancia máxima al Sol) 10,124 UA
Semieje mayor 9,582 UA
Velocidad orbital media 9,67 km/s
Período orbital sideral 29,46 años
Inclinación orbital respecto a la eclíptica 2,484°
Cuerpo celeste anterior Júpiter
Cuerpo celeste siguiente Urano

Órbita y rotación

El período orbital de Saturno es de 29,46 años terrestres; y su distancia media respecto al Sol (semieje mayor) es de 9,582 UA, el equivalente a unos 1433 millones de km. A esta distancia le llega una cantidad de luz solar tan pequeña que es 90 veces inferior a la que llega en nuestro planeta.

Debido a que la órbita de Saturno es elíptica también es excéntrica, con un valor de 0,0565. Esto significa que cuando Saturno está más cerca del Sol se encuentra a 9,041 UA, mientras que cuando está más alejado está a 10,124 UA. Además, la órbita está inclinada 2,484° respecto a la eclíptica.

Órbita de Saturno
Diagrama de la órbita de Saturno alrededor del Sol.

Respecto al movimiento de rotación de Saturno, este planeta tarda 10 h 33 min 38 s en completar una vuelta alrededor de nuestra estrella. Sin embargo, este período es incierto dado que su atmósfera tiene una rotación diferencial: cada latitud tiene una velocidad distinta. Su eje de rotación está inclinado 26,73°.

Rotación de Saturno
Esquema de la rotación de Saturno.

Descubrimientos históricos

El astrónomo y físico italiano Galileo Galilei fue el primero en observar Saturno con un instrumento óptico, en el año 1610. El astrónomo se dio cuenta de que en los lados del disco planetario había dos cuerpos más pequeños, que desaparecieron en los años siguientes para reaparecer más tarde con una forma distinta.

Y no fue hasta 1656 que el holandés Christiaan Huygens explicó que no se trataba de dos cuerpos pequeños sino de un anillo inclinado. Tres años más tarde Huygens publicaría su investigación en su libro Systema Saturnium. En 1675 el italiano Giovanni Cassini logró distinguir una división dentro del anillo, que hoy lleva su nombre, y las bandas horizontales que atraviesan el planeta.

La estructura interna

El interior de Saturno es muy parecido al de Júpiter: el centro de Saturno está formado por un núcleo rocoso cubierto por hidrógeno metálico líquido, debido a las condiciones de presión y temperatura cercanas al núcleo. Este se encuentra a una temperatura de 11700 °C. A su alrededor se extiende una atmósfera de 30000 km compuesta principalmente de hidrógeno y helio.

Al igual que Júpiter y Neptuno, Saturno también irradia más calor al exterior del que recibe del Sol. Parte de esta energía está producida debido a una lenta contracción de Saturno que libera la energía gravitatoria que se produce en la compresión. Este mecanismo se denomina mecanismo de Kelvin-Helmholtz.

La atmósfera y los vientos

Cuando hablamos de los planetas gigantes gaseosos siempre es difícil concretar dónde está la superficie y dónde comienza la atmósfera. Por este motivo, suele considerarse como altura cero aquella en la que la temperatura sufre una inversión, como en la Tierra.

La composición de la atmósfera de Saturno es de un 96% de hidrógeno, un 3% de helio y un 0,4% de metano gaseoso. Unos cien kilómetros por debajo de la altura cero, en cambio, la presión es lo bastante alta (de 1 atmósfera) y las temperaturas son lo suficientemente bajas como para que el amoníaco se condense, y es visible en forma de nubes blanquecinas.

Saturno emite el doble de energía al exterior de la que recibe del Sol. Esto también sucede en los planetas Júpiter y Neptuno, aunque en proporciones diferentes. El origen de este calor podría deberse a la compresión del helio en las regiones centrales del planeta.

La formación de vientos en Saturno se debe a su fuente interna de calor y a su rápida rotación, sólo superada por Júpiter. En cambio en la Tierra, el motor de circulación atmosférica es la radiación solar. Se han medido vientos dentro de la atmósfera que alcanzan los 1800 km/h, y se forman tormentas de forma ocasional.

Los anillos de Saturno

Los anillos del planeta Saturno son perfectamente visibles y de gran belleza. Están inclinados 26,73° respecto al plano en que el planeta orbita alrededor del Sol. Por este motivo, los anillos se ven en fase distinta dependiendo de la posición mutua de los planetas, pasando de una fase en la que se observan de perfil a otra en la que se observan en profundidad.

Huygens observó que los anillos no son sólidos, sino que están formados por una gran cantidad de pequeños cuerpos que orbitan en torno a las regiones centrales del planeta. Hay dos anillos principales (A y B) separados por la división de Cassini, una laguna de unos 4700 km. Los anillos C y D se encuentran en la región interior al anillo B, aunque son más tenues, sobre todo el anillo D, que es más fino. Los anillos F y E están en el exterior.

Los anillos tienen una estructura realmente tenue: con un diámetro de más de 275000 km, tienen un espesor que no supera el kilómetro. El material que contienen es muy escaso, a pesar de su apariencia tan impresionante. De hecho, las sondas han enviado imágenes en las que se observa que los anillos están formados, en realidad, por miles de anillos más pequeños que alternan con lagunas.

El campo magnético y la magnetosfera

La composición interna de Saturno genera un campo magnético debido al efecto dinamo, y es mucho más débil que el de Júpiter. Es posible que se deba a que los ejes de rotación y magnético tienen una inclinación casi igual, pues la diferencia es cerca de un grado.

La magnetosfera se extiende alrededor del planeta. Su tamaño varía dependiendo de la intensidad del viento solar y normalmente se alarga por detrás. De hecho, la forma de la magnetosfera es muy parecida a la de los demás planetas capaces de generar un campo magnético.

Los satélites de Saturno

Saturno tiene 82 satélites con órbitas regulares, pero el número real de satélites es incierto porque hay una gran cantidad de objetos más pequeños que orbitan a su alrededor. Los satélites más grandes conocidos antes de la era espacial son: Mimas, Encélado, Tetis, Dione, Rea, Titán, Hiperión, Jápeto y Febe.

Algunos de estos satélites tienen órbitas ligadas por pares, es decir, que están en resonancia. Por ejemplo, el tiempo que tarda Mimas en dar una vuelta en torno a Saturno es exactamente la mitad del tiempo que tarda Tetis. La misma relación se encuentra entre Encélado y Dione.

Algunos satélites tienen cierta influencia gravitacional que le da estabilidad al material que forma los anillos, manteniéndolos en órbitas estables. Un ejemplo lo encontramos en la división de Cassini, que se estabiliza gracias a la presencia del satélite Mimas, descubierto en 1789 por William Herschel.

La mayoría de los satélites están formados por rocas y hielo. Un aspecto curioso es el de Jápeto, pues tiene una cara cinco veces más oscura que la otra. El satélite más grande es Titán, cuyo diámetro supera los 5000 km. De todo el sistema solar, Titán es el segundo satélite más grande después de Ganímedes (satélite de Júpiter) y el único que posee una atmósfera importante.