Durante años, Saturno parecía estar haciendo algo imposible: cambiar su tasa de rotación, como si el gigante planetario estuviera entrenando en secreto para las pruebas de patinaje de velocidad olímpicas. Ese resultado desconcertante dejó a los científicos rascándose la cabeza, presumiblemente en gravedad cero. Ahora, investigadores que utilizan el Telescopio Espacial James Webb (JWST) dicen que finalmente han resuelto el misterio, y el culpable es, naturalmente, un espectáculo de luces espectacular.

Los nuevos hallazgos, publicados en el Journal of Geophysical Research: Space Physics, revelan que la aurora de Saturno impulsa un ciclo poderoso que involucra calor, vientos y corrientes eléctricas que pueden hacer que el planeta parezca girar a diferentes velocidades dependiendo de cómo se mida. El rompecabezas se remonta a décadas atrás, pero ganó renovada atención después de que la nave espacial Cassini de la NASA, en 2004, sugiriera que la tasa de rotación de Saturno estaba cambiando gradualmente, un resultado difícil de explicar porque los planetas no alteran simplemente sus tasas de giro en escalas de tiempo cortas, muy parecido a la opinión de tu tía sobre la pizza con piña.

En 2021, un equipo liderado por el profesor Tom Stallard de la Universidad de Northumbria propuso una explicación diferente: la rotación de Saturno no estaba cambiando realmente. En cambio, las señales eléctricas vinculadas a la aurora del planeta estaban siendo afectadas por los vientos en la atmósfera superior de Saturno, generando corrientes eléctricas que alteraban la señal auroral que los científicos usaban para estimar la rotación del planeta. Si bien ese estudio explicaba las mediciones engañosas, quedaba una pregunta importante: ¿qué estaba impulsando esos vientos atmosféricos?

Para investigar, Stallard y sus colegas recurrieron al Telescopio Espacial James Webb, observando la región auroral norte de Saturno continuamente durante un día completo de Saturno. El equipo se centró en la luz infrarroja emitida por una molécula conocida como catión trihidrógeno, que se forma en la atmósfera superior de Saturno y sirve como un indicador natural de temperatura. Al analizar su brillo, crearon los mapas más detallados jamás producidos de temperaturas y densidades de partículas cargadas dentro de la región auroral de Saturno. La mejora en precisión fue dramática: mediciones anteriores tenían incertidumbres de aproximadamente 50 grados Celsius, pero las observaciones del JWST fueron aproximadamente diez veces más precisas, permitiendo a los científicos identificar patrones localizados de calentamiento y enfriamiento por primera vez.

Los nuevos datos coincidieron estrechamente con las predicciones de modelos informáticos desarrollados hace más de una década. Sin embargo, los modelos solo funcionaban si la fuente del calentamiento atmosférico estaba ubicada exactamente donde las partículas aurorales más fuertes ingresan a la atmósfera de Saturno. Los resultados indican que la aurora de Saturno está haciendo mucho más que crear un deslumbrante espectáculo de luces: es esencialmente una bomba de calor planetaria. La energía depositada por la aurora calienta regiones específicas de la atmósfera, generando vientos, que luego crean corrientes eléctricas. Esas corrientes ayudan a alimentar la propia aurora, que continúa calentando la atmósfera y sosteniendo todo el ciclo.

El investigador principal, profesor Tom Stallard, dijo: "Lo que estamos viendo es esencialmente una bomba de calor planetaria. La aurora de Saturno calienta su atmósfera, la atmósfera impulsa vientos, los vientos producen corrientes que alimentan la aurora, y así sucesivamente. El sistema se alimenta a sí mismo". Añadió que estas nuevas observaciones, hechas posibles por el JWST, finalmente proporcionan la evidencia necesaria para cerrar el círculo de un misterio que ha desconcertado a los científicos durante décadas.

El descubrimiento puede tener importancia más allá de un solo planeta. Los investigadores encontraron evidencia de que la atmósfera y la magnetosfera de Saturno (la vasta región del espacio moldeada por el campo magnético del planeta) están estrechamente conectadas, con actividad en la atmósfera influyendo en las condiciones en la magnetosfera mientras la magnetosfera alimenta energía de vuelta a la atmósfera. Este intercambio continuo podría ayudar a explicar por qué el proceso permanece estable durante largos períodos, y según los investigadores, interacciones similares pueden ocurrir en otros planetas también. "Si las condiciones atmosféricas de un planeta pueden impulsar corrientes hacia el exterior"