Muchas veces nos conformamos con la observación de los astros a ojo desnudo, sobre todo si hay lluvia de meteoros, pero las formas y colores que tienen algunos resultan aún más cautivadores con las imágenes que nos acercan las sondas espaciales. Hay concretamente una forma que se descubrió no hace tanto y que aún sigue siendo bastante misteriosa (a la par que espectacular): el hexágono polar de Saturno.
Se trata de el único hexágono que existe en nuestro sistema solar, y también en el propio planeta ya que sólo lo presenta en un polo. Con Cassini nos pusimos las botas con el planeta en general y cierto es que la información gráfica que suministró ha sido muy útil para conocerlo algo más, pero no es nada fácil encontrar la explicación de esa curiosa formación en la esfera gaseosa de Saturno.
Houston, tenemos un polígono
Cuando hablamos de descubrimiento reciente lo decimos porque no es algo que fuese visto como muchas estrellas y planetas durante el florecimiento de la astronomía. Obviamente no podía ser visto con los instrumentos con los que se contaba hace siglos, y no fue hasta los 80 cuando gracias a las sondas Voyager se descubrió un hexágono circumpolar a -78 grados norte, como recuerdan en la introducción de su trabajo de 2015 los investigadores R. Morales-Juberías, K. M. Sayanagi, A. A. Simon, L. N. Fletcher, and R. G. Cosentino que después retomaremos en detalle por su relevancia.
Hacia 1993 su presencia se confirmó gracias a las imágenes del telescopio Hubble, y fue nuestra querida Cassini la que nos regaló las imágenes (y los datos) más impresionantes de esta formación. Aunque esto ocurría a medida que la sonda se iba acercando al que sería el planeta que la viese perecer, ya en 2006 proporcionaba imágenes térmicas que dejaban patente la ferocidad de lo acontecido en el polo norte saturnino.
La primera imagen clara del polo norte de Saturno y del hexágono entero, tomada por Cassini en 2006. (Crédito: NASA/JPL/Universitidad de Arizona)
La cosa va de vientos con mal genio y corrientes verticales
Hecho el descubrimiento, hecha la obsesión, y desde entonces nos preguntamos cómo es posible que exista esa formación (que sabemos que al menos lleva así más de 30 años terrestres). El problema (uno de tantos): Saturno está muy lejos, y a ver quién se mete en ese precioso infierno y vive para contarnos qué hay.
Pero para estas cosas siempre vienen al rescate los modelos informáticos, y en este caso uno de los que parecía estar cerca de encontrar explicación a la curiosa figura fue el de Ana C. Barbosa Aguiar, Peter L. Read, Robin D. Wordsworth, Tara Salter e Y. Hiro Yamazaki. Científicos que en 2010 publicaban un trabajo en el que planteaban que el hexágono se formaba en zonas donde la velocidad de los vientos atmosféricos de Saturno tienen un alto gradiente latitudinal.
El 22 de este mes hará un año de la toma de esta imagen por la cámara con gran angular de Cassini, usando un filtro para el espectro de ondas cercano al infrarrojo, centrado en 939 nanómetros. La tomó a unos 900.000 kilómetros. (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
Se obtuvieron formas geométricas de varios tipos, desde triángulos hasta octógonos, siendo el más común el hexágono. Formaciones obtenidas en un área de flujo turbulento entre dos fluidos rotando a distintas velocidades. Pero no se producían si la viscosidad de la velocidad no superaba cierto valor, lo que explicaría que no se formasen en el polo sur de Saturno o en otros gigantes gaseosos.
Pero fue el modelo del equipo de Morales-Juberías el que se aproximó más a "igualar muchas de las propiedades observadas en el hexágono", como explicaba el propio investigador a Space.com. Características como las velocidades de fase, de los vientos, los vértices o los patrones de las nubes, así como el gradiente de temperatura meridional que se asocia al hexágono.
Tres simulaciones del hexágono del trabajo del equipo de Morales-Juberías, mostrando la temperatura (gráficos de arriba) y evolución de la vorticidad, así como la forma que tomaría.
Los experimentos de este equipo, o mejor dicho sus comprobaciones, apoyan la hipótesis de que es el modelo baroclínico el que explica la existencia del hexágono de Saturno. Sus simulaciones numéricas por ordenador reproducen las características principales conocidas del fenómeno, las cuales citábamos anteriormente.
¿Baro... Qué? Baroclínico es, junto a barotrópico, un tipo de ondas de Rossby u ondas planetarias, las cuales a su vez son unas oscilaciones que se producen en océanos y atmósferas. En Naukas explicaron muy bien la diferencia entre unas y otras: las barotrópicas no varían en la dirección vertical, mientras que las baroclínicas varían en esta dirección (y tienen una velocidad de rotación más lenta que las primeras), y son las que se cree que tiene el hexágono.
Traducción (o intento de) para el caso que nos ocupa: según el modelo del equipo, un gran flujo de aire dibuja una trayectoria curva viajando en dirección este cerca del polo norte de Saturno por la zona alta de la atmósfera mientras que por debajo, donde la velocidad del viento se reduce, surge una estructura hexagonal por la conjunción de vientos cruzados con el flujo de aire original.
Un Van Gogh azul y dorado de 30.000 kilómetros que aún guarda muchos secretos
Sabemos que el hexágono de Saturno es un espectacular cúmulo de vientos muy rápidos, que alcanzan velocidades mayores a 300 kilómetros por hora, y que cada uno de los lados de la figura mide unos 13.800 kilómetros de longitud (la Tierra tiene un diámetro de 12.756 kilómetros en el Ecuador). En la zona que abarcan sus 30.000 kilómetros de diámetro alberga multitud de nubes y vórtices y, aunque no tan protagonista como la Mancha de Júpiter también tiene un Gran Anticiclón característico (también registrado en los 80).
Como decíamos al principio, Cassini nos ha regalado un aluvión de imágenes y datos nuevos. Cuando hablamos de los telescopios espaciales vimos que según las ondas que registraban podían observarse unas cosas u otras, y la sonda integraba espectrómetros de infrarrojos (VIMS y CIRS) y de ultravioleta (UVIS), los cuales observaron en 352 longitudes de onda (entre 0,35 y 5,1 micrómetros el VIMS, las longitudes 7 micrómetros y 1 milímetro el CIRS y de 55,8 a 190 nanómetros el UVIS).
Esto se traduce en imágenes como las siguientes, las primeras que mostraban el hexágono en filtros de color y en las que se observan gran variedad de estructuras nubosas, vórtices y ese Gran Anticiclón (el punto blanco cerca del vértice derecho inferior). A la que está a color se le han asignado distintos tonos según las longitudes de onda, lo cual permite ver un contraste entre las partículas del interior (más pequeñas) y del exterior (más grandes) de la estructura.
Imagen en escala de grises y añadiendo color según longitudes de onda, tomadas por Cassini e 2012. (Fuente: Jet Propulsion Laboratory, NASA)
A ojo desnudo veríamos el hexágono de en tonos que viran desde el azul al dorado. Aunque al parecer el tono varía según las condiciones, ya que en 2016 la NASA detectó un cambio de color en el polo norte, de más azulado a más dorado, el cual se cree que puede ser por el cambio de estación del planeta.
Así luce el polo norte de Saturno en primavera. Otro regalo de Cassini, en esta ocasión mostrando el hexágono en su color natural. (Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI)
Nos queda bastante por saber del hexágono; composición, estructura, formación o edad siguen siendo un misterio total o parcial para la comunidad científica. Pero por eso mismo, y porque nuestros trastos espaciales llegan cada vez más lejos y mejor, las ganas por acabarlo de conocer no acaban. Y los cerebros que se alimentan resolviendo misterios con el método científico bajo el brazo, por suerte, tampoco.
Imagen | Jet Propulsion Laboratory, NASA
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