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¿Qué es un anillo planetario? Podemos decir que es un anillo formados de polvo y otros materiales, como las partículas pequeñas, por lo general este anillo gira alrededor de un planeta, a continuación, conoceremos más sobre el anillo planetario y su función específica.

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¿Qué es un anillo planetario?

Un anillo planetario, se puede definir como un anillo de polvo y otras partículas pequeñas, y se caracteriza por girar alrededor de un planeta. Los más asombrosos y conocidos desde la época telescópica son denominados como los anillos de Saturno.

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Desde tiempos antiguos, se consideró que Saturno era el único planeta que contenía anillos, fue después de un período que, en el año de 1610, el astrónomo Galileo pudo observar mediante sus investigaciones los anillos de Saturno, y en el año de 1977, se logra descubrir los anillos de Urano, tiempo después en un lapso de 367 años, se determina que los anillos de Saturno, son establecidos un caso único en el Sistema Solar.

En la actualidad se conoce que cuatro planetas gigantes del Sistema Solar, establecidos como:

  1. Júpiter
  2. Saturno
  3. Urano
  4. Neptuno

Cada uno de estos planetas, se caracteriza por tener sus propios sistemas de anillos, esto a determinado la capacidad tan única con la que cuentan. En el caso de Júpiter posee un sistema de anillos y en cuanto a Urano suele presentar unos nueve anillos discretos, mediante el acercamiento producido de la Voyager a Neptuno en el año de 1989 se pudo determinar que los anillos son ubicuos entre los planetas gaseosos gigantes del Sistema Solar exterior .

Los anillos de Neptuno, reflejaron por medio de las observaciones terrestres, un aspecto y composición muy extraña, ya mostraban que estaban compuestos de arcos incompletos, aunque las imágenes del Voyager 2, mostraron algo totalmente distinto, ya que los anillos estaban completos, aunque presentaban trozos de variada luminosidad, los cuales permitían que desde la Tierra sólo se observaran los arcos más luminosos.

Algunos expertos consideran que la influencia gravitatoria de la luna pastora Galatea al igual que la participación de otras lunas pastoras no descubiertas son las responsables de estos grumos en los anillos, y por tal motivo han sugerido esta opinión.

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Composición del anillo planetario

Por lo general la composición y el tamaño presentado por las partículas del anillo suelen ser muy variados; ya que están compuestos por silicato o polvo helado (esto en relación a los planetas gigantes), en el caso del hielo de agua es caso de Saturno. Los tamaños varían como parte de su composición natural, algunos pueden mostrar el tamaño de micrómetros mientras que otros son semejantes a las piedras del tamaño de decenas de metros.

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En ciertas ocasiones los anillos poseen lunas pastoras, lunas pequeñas que suelen girar en los bordes exteriores de anillos o incluso pueden realizar este proceso dentro de los huecos en los anillos, teniendo la responsabilidad sobre cada una de las divisiones.

El tamaño más frecuente oscila entre el kilómetro y las decenas de km. Por lo general cada uno de estos satélites se encuentra dentro del sistema de anillos del planeta y de igual forma están dentro del límite de Roche de Júpiter. (ver artículo: Planetas exteriores gaseosos).

Por tal motivo una luna dentro del límite de Roche sólo puede permanecer junta, si la cohesión en ella lograr superar la distinta, es decir la fuerza de gravedad en dos partes distintas del satélite, ya que este, debe ser compacto y pequeño. La gravedad de los satélites pastores realiza una función muy importante debido que sirve para mantener el borde exterior del anillo delimitado.

En cuanta al origen del anillo planetario, no se con exactitud los detalles con relación a estos, aunque muchos expertos consideran son inestables y que por tal motivo pueden desaparecer en unos centenares de millones de años.

Como consecuencia, de los sistemas del anillo planetario actual este debe ser de origen moderno, tal vez formado por los desechos de un satélite natural el cual sufrió un impacto grande o de alguna materia primigenia que estaría más cerca del planeta que límite de Roche y como resultado no se pudieron agregar para formar un satélite o que simplemente se rompió por la gravedad del planeta cuando pasó dentro del límite de Roche.

Características del anillo planetario

Por lo general los anillos de Saturno, conformados por Urano, Júpiter y Neptuno presentan cierta similitud en cuanto al número de propiedades, entre las cuales se encuentran:

  • Se destacan por estar compuestos de miríadas de partículas en órbitas independientes, como parte de su naturaleza.

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  • Se localizan más cerca del planeta padre, a un más que el resto de sus satélites principales; por tal motivo, el grueso de cada sistema de anillos se establece en una distancia de la superficie del planeta, la cual presenta un nivel bajo.
  • Los anillos están ubicados en el plano ecuatorial del planeta; por tal motivo algunas de las materias que constituyen los anillos se encuentran confinadas en una delgada región en este plano.
  • El sistema de anillos de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno poseen algo en común, y se trata que tienen un cierto número de pequeños satélites, los cuales se encuentran cerca o en algunos casos dentro de un Anillo Planetario.

El sistema de un anillo planetario, cuenta con una forma muy particular:

Los anillos de Júpiter, poseen un anillo “brillante” aunque en su composición, estos son muy débiles incluso llegan hacer transparente. Este factor se ve reflejado en el interior del anillo, y se extiende en un disco conformado por unas partículas que resultan algo débiles, este anillo alcanza hasta la atmósfera del planeta. (ver artículo: Planetas inferiores o interiores).

Por medio de este proceso un halo de partículas es conferido al sistema, presentando así un espesor vertical caracterizado por presentar unos 20.000 kilómetros. Están formados por silicatos.

Con respecto a los anillos de Saturno poseen siete porciones consideradas como importantes. Algunas de ellas se encuentran divididas por las porciones vecinas, en muchos casos por espacios anulares más o que resultan menos vacíos; en cuanto a los bordes del resto presentan unos cambios en la densidad de la distribución de partículas de anillos.

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La porción o incluso la denominada sección se designa por medio de una letra, la cual refleja su distancia a Saturno, aunque su base fundamental es que se muestre el orden en que se descubrieron o cuando se postularon las secciones.

Los anillos clasificados como (A y B), se encuentran separados por la división de Cassini; en este caso el anillo A, presenta la división de Encke. Las letras de asignadas a los anillos, se establecen por el orden de su descubrimiento. Sólo los anillos considerados como principales, están clasificados como (A, B y C), estos se observan por medio de unos telescopios ubicados en la Tierra.

Los cuales están constituidos de hielo de agua en una temperatura baja, la cual les hace comportar como roca. Los anillos de Urano cuentan un aproximado de nueve anillos que resultan muy estrechos. Estos se detectaron desde la Tierra y se designan bajo las clasificaciones, números o letras griegas. Están constituidos de silicatos y se caracterizan por ser oscuros.

Determinados procesos que le dan forma al anillo planetario

Existe una serie de procesos, cuya función principal es darle forma a los anillos, y que de esta manera puedan realizar cada fase de su completo desarrollo, a continuación conoceremos como esta determinado.

Dentro de los procesos principales se encuentran los choques en los anillos, los cuales están calificados de la siguiente manera:

Choques continuos

Por medio de este factor se explica el hecho de que los anillos se concentran en un delgado disco ecuatorial del planeta y que por tal motivo las órbitas de los corpúsculos, las cuales forman los anillos son circulares en la mayoría de sus partes. (ver artículo: Planetas descubiertos).

En general todas las partículas de un sistema de anillos, suelen presentar algo determinado y es que comparten un movimiento orbital de manera conjunta en torno al planeta: estas viajan en la dirección de la rotación de éste. Realizando como parte de su proceso básico unos movimientos que son de forma vertical y radial, los cuales están determinados por el movimiento orbital de cada una de las partículas, y que no están sujetas a esa ligadura. De esta manera las partículas cercanas se mueven arbitrariamente en especificas direcciones con relación a las otras partículas; y así los choques resultan inevitables.

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Se ha determinado que hay ciertas posibilidades de que las velocidades relativas aleatorias sean tomadas como amplias, de esta forma podría suceder que los anillos fuesen una densa nube de partículas, las cuales podrían realizar entre ellas, una serie de choques violentos, estos pueden ocurrir, aunque sean considerados como algo extraño, como parte de su proceso se invierte una gran cantidad de la energía del movimiento relativo en calentar las partículas y de esta manera se deforma su estructura.

Por tal motivo la pérdida de energía indica que las velocidades aleatorias suelen disminuir rápidamente. El decrecimiento del componente vertical de las velocidades, involucra que se establezca a un aplastamiento del sistema de anillos. En él, tempo exacto de la disminución del componente radial, el cual lo traslada a órbitas más circulares. En general, un anillo grueso se trasforma en un disco delgado y que se considera circular en una fase muy temprana de su historia.

En tal sentido, aunque las partículas del anillo han perdido casi todo su movimiento aleatorio, igual no importa, ya que, los choques continúan, esto ocurre debido a la fuerza gravitatoria ejercida por el planeta sobre las partículas de un anillo, como resultado se debilita a medida que esta aumenta la distancia desde el planeta.

Es de esta manera como las partículas cuya órbita están ligeramente por dentro de la segunda partícula perteneciente al mismo anillo llegará, con el tiempo, a alcanzarla y las dos chocarán si la separación radial que se encuentra entre ellas es menor que el diámetro de una partícula.

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Hay posibilidades, que el choque tenga lugar a una velocidad relativa de menos de un centímetro por segundo. Aunque sí esto ocurre puede convertir una fracción del movimiento orbital circular de la partícula en un determinado movimiento vertical aleatorio. Los choques siguientes impedirán que las velocidades verticales de las partículas sean muy violentas. De esta manera alcanzará, un régimen estacionario que indicará el espesor del anillo.

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Si, se determina que las partículas poseen un amplio espectro de tamaños, las más pequeñas ganarán velocidad vertical, debido a que serán desviadas de forma gravitatoria en la mayoría de los choques con otras partículas mayores.

Aunque estas perderán velocidad vertical por choque con otras partículas que sean pequeñas, generalmente debido a estas condiciones, las pequeñas alcanzarán una extensión vertical, variando el tamaño de las partículas abundantes que suelen ser grande.

En general el choque de partículas vecinas se establecerá como parte de su movimiento circular y su de movimiento radial. Los anillos se extenderán, de manera determinada. En cuanto a un anillo aislado y no sometido a acciones exteriores terminara expandiéndose hasta que las partículas que los componen se encuentren completamente alejadas entre sí, de eta forma los choques dejan de suceder.

Origen del Anillo Planetario

El origen de cada uno de los anillos, se encuentra basado en tres hipótesis, las cuales están definidas de la siguiente manera:

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La Primera Hipótesis: es considerada como (Fuerzas de marea)

Según esta hipótesis, un gran cuerpo con una composición única se fragmentó en diferentes trozos, cuando llegó aproximarse a un planeta; por tal motivo los fragmentos dieron origen a los anillos, tiempo después de lo sucedido, así que influyó en el anillo planetario.

Se presume que el cuerpo, pudo haber sido un meteorito de gran tamaño el cual sufrió un encuentro gravitatorio casual con el planeta, o tal vez pudo ser un pequeño satélite que se formó por medio de los diferentes procesos que ocurrieron.

Esta teoría ha sido, descartada por algunos, según diversas opiniones se considera que es poco probable, debido a que el cuerpo mencionado no muestra la capacidad completa para que este proceso fuese realizado de manera adecuada del anillo planetario.

Esto basado en que la creación de los anillos de Saturno por distorsión de marea fue establecida, por primera vez, en el año de 1848. Un matemático habría calculado que las fuerzas de marea excedían la autogravitación cohesiva de un satélite líquido, si, este alcanzara  una distancia que resultara  menor de 1,5 radios de Saturno desde la superficie del planeta.

Por tal motivo, muchos consideraron que este planteamiento era muy improbable, sin embargo, que un pequeño satélite cercano a Saturno fuera líquido. En tal caso debía ser considerado como sólido; esto con respecto a las posibilidades planteadas, de esta manera resulto que un pequeño satélite sólido se podía mantener unido, no simplemente por la auto gravitación, sino también por las fuerzas que ordenan los átomos en la materia cristalina.

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En este caso un satélite sólido mayor, en realidad no cuenta con la capacidad para despedazarse a una distancia mayor de los 0,4 radios planetarios de la superficie. Por esta razón la distancia coloca el umbral de destrucción dentro del borde interior de los principales anillos de Saturno, siendo estos considerados como improbables, ya que el efecto de desintegración por, marea de un meteorito errante se caracteriza por presentar una serie de partículas del anillo cerca de Saturno.

Generalmente estas partículas, al igual que su cuerpo de origen, podría obtener las velocidades suficientes para escapar del entorno del planeta. Por tal motivo se considera que el límite impuesto para  que se establezca la ruptura por causa de marea de dos partículas de igual tamaño, mediante el límite impuesto para la destrucción del grupo de dos partículas de tamaño desigual son cercanos a los bordes del exterior y del interior de los sistemas de anillos, los cuales se caracterizan por rodear a los siguientes planetas:

  • Júpiter
  • Saturno
  • Urano

A nivel general el  límite exterior de destrucción pudieron  ser el resultado directo de una serie de  acumulaciones de variadas partículas, que por medio de procesos muy lentos nunca formaron satélites grandes. Específicamente dentro del límite interior, por tal motivo, el  crecimiento resulta, algo imposible.

Segunda Hipótesis: se determina como: (Choque catastrófico)

La segunda hipótesis planteada, suele ser considerada importante, ya que esta se trata de los antecedentes históricos de las partículas de los anillos fue propuesta por Eugene Shoemaker, el cual pertenecía en el Servicio de Inspección Geológica de los Estados Unidos. Este sostiene que un gran satélite, considerado como único, ubicado en la región de los anillos (o pudo ser un determinado número de satélites), chocaron de manera radical con un meteorito errante.

Las imágenes de los satélites de Júpiter y Saturno realizadas mediante las investigaciones hechas por medio de Voyager muestran, que los satélites están marcados por un gran número de cráteres producidos por choques a alta velocidad. (ver artículo: Tipos de planetas).

Por tal motivo existen algunas razones por las que los choques catastróficos pudieron haberse producido, específicamente en la región que sería ocupada por los anillos. De este modo, los principales satélites de Júpiter y Saturno se caracterizan por ser menores cuando están más cerca del planeta respectivo.

Por tal motivo para que una energía de choque fuera realizada, es mas probable que se fragmenten los satélites pequeños en lugar de los grandes. También el campo gravitatorio de un planeta, suele focaliza la trayectoria de los meteoritos para que el flujo de estos pueda pasar cerca del planeta, y es considerablemente mayor que el flujo a distancias crecientes del anillo planetario.

Tercera Hipótesis: (Hipótesis de la aglomeración)

Por lo general la última hipótesis, se enfoca en la relación con la historia de las partículas de los anillos, en esta se plantea que los cuerpos mayores de los anillos son el resultado de la limitada extensión de la aglomeración de materia en todo lo que se refiere a la envoltura circumplanetaria, establecidas a distancias cercanas al planeta.

En este cao la aglomeración empezó como resultado del enfriamiento de la envoltura y también influyó en la condensación subsiguiente de materia gaseosa en minúsculos granos sólidos. Por tal motivo se determinó que las fuerzas gravitatorias y el rozamiento gaseoso hicieron que los granos quedaran en el plano ecuatorial de la envoltura. Estando establecidos allí continuaron aumentando como resultado de la condensación del vapor en su superficie. Este crecimiento podía comprender tamaños que fuesen de algunos metros.

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Por lo general las partículas que forman la mayor parte de los anillos de Saturno pueden reflejar variados tamaños, los cuales incluyen desde centímetros hasta llegar a metros. En tal caso este puede ser el resultado de una serie de procesos, y los pequeños satélites que tal vez albergan los anillos en su interior serían consecuencia de una fase local donde los cuerpos que contenían tamaño de metros quedarían soldados en virtud de choques suaves.

Por lo general las partículas que pertenecen a los tres sistemas de anillos son consideradas pequeñas y también resultan muy numerosas. Según la hipótesis de aglomeración, existen diferentes razones de que esto sea así, en cuanto al anillo planetario.

Evolución de los anillos

Con el paso del tiempo, se han establecido diferentes proceso que involucran cambios considerables en los planetas y su entorno, estos proceso también ocurre en los sistemas de anillos con las partículas pequeñas.

Debido a que el razonamiento gaseoso, producen un efecto determinado donde las partículas de tamaño pequeño, las cuales abarcan el nivel micrómetro o que suelen ser menores a este, describen espirales desde el borde exterior del anillo brillante, hasta seguir direccionadas a la atmósfera de Júpiter en escasos cientos de años, según diversas investigaciones al anillo planetario.

En tal caso las partículas no pueden haber sobrevivido desde el tiempo en que el planeta tenía una envoltura gaseosa, por tal motivo se considera que se han formado por medio de una serie de procesos, según lo establecido por algunos expertos, los cuales indican que cada uno de los factores, son el resultado de la erosión de cuerpos mayores en el anillo brillante de Júpiter, o que tal vez son producto de su proximidad.

También se establece que resulta fácil que las partículas que rondan el centímetro o que en algunos casos lo sobrepasan ligeramente con diversos acontecimientos se destruyan, específicamente por choques con micrometeoritos interplanetarios, como parte de su proceso natural.

Es por esta razón que cada choque realizado excava un minúsculo cráter alrededor del punto de impacto y este se caracteriza por expulsa una cantidad de materia determinada, la cual resulta mayor que la masa del cuerpo incidente. También muchas de las partículas que contienen el tamaño establecido como micrómetro puede originarse en los anillos, estas serían como productos de eyección.

Por tal motivo, suele establecerse que, si el diámetro de un satélite pequeño no llega a los 10 kilómetros, una gran cantidad de los productos eyectados, se verían involucrados a raíz de un choque con un cuerpo interplanetario y debido a esto podrían escapar del campo gravitatorio contenido por el pequeño satélite. (ver artículo: Alineación de planetas).

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Es decir que los productos eyectados, que escapen del satélite no tendrán una capacidad adecuada y tampoco cumplirán su función habitual, aunque en este caso, presentarían la energía suficiente para escapar del planeta alrededor del cual se encuentra en órbita el pequeño satélite; y de este modo como parte de un proceso natural describirían, las órbitas en el anillo.

En cuanto a los factores que involucran a la erosión incesante de una cantidad originaria de estos poblados, podrían ser una amplia fuente de los cuerpos ubicados en los anillos de Saturno, los cuales se caracterizan por presentar una medida que abarca desde el orden de un centímetro a un metro aproximadamente.

Hay diversos antecedentes históricos, que indican que los pequeños satélites y las partículas más grandes de los anillos provienen posiblemente de la primitiva historia del sistema solar, siendo este el resultado de muchos procesos de evolución, los cuales han servido como base fundamental dentro de los cambios y transformaciones requeridas para el funcionamiento correcto de los planetas, es por este motivo que la mayoría de ellos, son considerados como contemporáneos de los satélites de los planetas gigantes.

Aunque este proceso suele ser completamente diferente con respecto a las partículas más pequeñas, ya que estas se encuentran hoy en fase de formación, como parte de su desarrollo natural, debido a esto, algunos expertos consideran que los grandes satélites del sistema solar exterior, así como ciertos planetas (entre los cuales se encuentra incluida la Tierra incluida), surgieron como resultado de aglomeración de muchos cuerpos de tamaño menor.

Seguramente, esto ocurrió por medio de las amplias partículas de los anillos, las cuales se reproducen hoy en diversos procesos donde resultan similares, aunque se a determinado que es a menor escala. Los sistemas que se relacionan con el anillo planetario, el cual se caracteriza por ser complejo, ya que no se conoce con exactitud la causa de los procesos que lo formaron, debido a esto sus orígenes son desconocidos.

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