Astrofísica: Planetas Jovianos

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Astrofísica: 7. Planetas Jovianos
Presentation · January 2017
DOI: 10.13140/RG.2.2.29831.39849
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Jonathan Estévez-Fernández
Complutense University of Madrid
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7 - Planetas Jovianos
Astrofísica - II Planetas
7 - Planetas Jovianos
Astrofísica - II Planetas
Introducción
Apariencia
Rotación
Atmósferas
Composición química
Estructura atmosférica
Fuente interna de energía
Vientos
Zonas y cinturones
Tormentas y manchas en Júpiter
Tormentas en Saturno, Urano y Neptuno
Estructura interna
Campos magnéticos
Sistemas de anillos
Anillos de Saturno
Anillos en Júpiter, Urano y Neptuno
Introducción
Júpiter Saturno Urano Neptuno
Atmósferas
primarias
Campo 
magnético
Tamaños (R)
Colores
H, He H, He H, He (+CH4) H, He (+CH4) 
intenso intenso moderado moderado 
~10 RTierra ~4 RTierra 
 ocres azulados 
2 grupos
gigantes “gaseosos” gigantes “helados”
Introducción
Júpiter Saturno Urano Neptuno
H y He (en masa) ~97 % ~90 % ~30% ~30%
Otros materiales ~3 % ~10 % ~70 % ~70 %
Masa (MTierra) 318 95 15 17
Radio (RTierra) 11,2 9,4 4 3,9
Densidad (kg/m3) 1326 687 1318 1638
Tendencia radio de la órbita - masa: relacionada con el proceso de formación. A mayor 
distancia, la nebulosa solar es menos densa y no da tiempo a capturar más material.
La fracción en peso de H y He disminuye con el radio de la órbita → A mayor distancia, la 
captura de gases es más difícil (menos masa, menos densidad de la nebulosa) y los planetas 
terminan dominados por hielos (y rocas).
La densidad media debe aumentar con la distancia. Pero Júpiter es una excepción:
Efecto producido por la compresión gravitacional. Al ir añadiendo más masa, se comprime 
más y no aumenta su tamaño.
Júpiter
Zonas 
(colores claros)
Cinturones 
(colores oscuros)
Gran Mancha 
Roja
sombra de 
Europa 
Zonas 
(colores claros)
Cinturones 
(colores 
oscuros)
sombra de 
Mimas
Saturno
Zonas 
(colores claros)
Cinturones 
(colores 
oscuros)
sombra de 
Mimas
Saturno
Urano
polo sur bandas de nubes
tormentas V, IR, UV
Urano
Neptuno
Zonas 
(azul claro)
Cinturones 
(azul oscuro)
polo sur
nubes a gran altitud 
Neptuno
Observación de características atmosféricas → Rotación
Júpiter: rotación rápida. Trot = 9h50m (ecuador); Trot=9h56m (cerca 
de los polos)
→ Rotación diferencial (no rota como un sólido rígido; el planeta 
no puede ser sólido)
Rotación: Júpiter y Saturno
Saturno: Trot = 10h14m (ecuador); Trot=10h39m 
(cerca de los polos, pero en los polos parece 
rotar a velocidades parecidas al ecuador) 
Observación de características atmosféricas → Rotación
Júpiter: rotación rápida. Trot = 9h50m (ecuador); Trot=9h56m (cerca 
de los polos)
→ Rotación diferencial (no rota como un sólido rígido; el planeta 
no puede ser sólido)
Rotación: Júpiter y Saturno
Saturno: Trot = 10h14m (ecuador); Trot=10h39m 
(cerca de los polos, pero en los polos parece 
rotar a velocidades parecidas al ecuador) 
Observación de características atmosféricas → Rotación
Júpiter: rotación rápida. Trot = 9h50m (ecuador); Trot=9h56m (cerca 
de los polos)
→ Rotación diferencial (no rota como un sólido rígido; el planeta 
no puede ser sólido)
Rotación: Júpiter y Saturno
Saturno: Trot = 10h14m (ecuador); Trot=10h39m 
(cerca de los polos, pero en los polos parece 
rotar a velocidades parecidas al ecuador) 
Urano: rotación diferencial. Gran inclinación del 
eje de rotación respecto al plano de la órbita 
(98º). Rotación retrógrada (posiblemente debido 
a una gran colisión en la época de su formación) 
Grandes cambios estacionales
Rotación: Urano y Neptuno
Neptuno: rotación diferencial. Trot ~ 16h (media) 
~18h (ecuador); ~12h (cerca de los polos)
28º inclinación del eje de rotación con la elíptica, 
que provoca cambios estacionales (pero su año 
dura 164 años terrestres -en 2011 completó su 
primera órbita solar desde su descubrimiento-)
Atmósfera extremadamente activa (más que 
Urano), con grandes vientos (hasta 2500 km/h)
Urano: rotación diferencial. Gran inclinación del 
eje de rotación respecto al plano de la órbita 
(98º). Rotación retrógrada (posiblemente debido 
a una gran colisión en la época de su formación) 
Grandes cambios estacionales
Rotación: Urano y Neptuno
Neptuno: rotación diferencial. Trot ~ 16h (media) 
~18h (ecuador); ~12h (cerca de los polos)
28º inclinación del eje de rotación con la elíptica, 
que provoca cambios estacionales (pero su año 
dura 164 años terrestres -en 2011 completó su 
primera órbita solar desde su descubrimiento-)
Atmósfera extremadamente activa (más que 
Urano), con grandes vientos (hasta 2500 km/h)
Composición química de la atmósfera
% en número de 
átomos o molec. Júpiter Saturno Urano Neptuno
H2 86,2% 96,3% 82,5% 79%
He 13,6% 3,3% 15,2% 18%
CH4, NH3, 
H2O, otras
0,2% 0,4%
2,3% 
(CH4)
3% 
(CH4)
Las bajas densidades ya indican alta abundancia de H y He
Observaciones en el ultravioleta → H y He son los principales constituyentes
Baja abundancia de He en Saturno. Explicación: Saturno (menor masa) se enfrió más 
rápidamente que Júpiter. El He en las capas altas de la atmósfera condensa y “llueve” 
hacia el interior. 
Composición química de la atmósfera
% en número de 
átomos o molec. Júpiter Saturno Urano Neptuno
H2 86,2% 96,3% 82,5% 79%
He 13,6% 3,3% 15,2% 18%
CH4, NH3, 
H2O, otras
0,2% 0,4%
2,3% 
(CH4)
3% 
(CH4)
Las bajas densidades ya indican alta abundancia de H y He
Observaciones en el ultravioleta → H y He son los principales constituyentes
Baja abundancia de He en Saturno.Explicación: Saturno (menor masa) se enfrió más 
rápidamente que Júpiter. El He en las capas altas de la atmósfera condensa y “llueve” 
hacia el interior. 
Composición química de la atmósfera
% en número de 
átomos o molec. Júpiter Saturno Urano Neptuno
H2 86,2% 96,3% 82,5% 79%
He 13,6% 3,3% 15,2% 18%
CH4, NH3, 
H2O, otras
0,2% 0,4%
2,3% 
(CH4)
3% 
(CH4)
Las bajas densidades ya indican alta abundancia de H y He
Observaciones en el ultravioleta → H y He son los principales constituyentes
Baja abundancia de He en Saturno. Explicación: Saturno (menor masa) se enfrió más 
rápidamente que Júpiter. El He en las capas altas de la atmósfera condensa y “llueve” 
hacia el interior. 
Urano y Neptuno: El metano es 5-10 más abundante que en Júpiter y Saturno. Explica 
los colores azulados.
Ausencia de amoniaco y agua: La temperatura en la alta atmósfera es muy baja (~55 K) 
y el NH3 y el H2O se solidifican y precipitan.
Estructura atmosférica
Júpiter y Saturno: 3 capas 
de nubes compuestas 
por cristales de:
‣ Amoniaco (NH3)
‣ Hidrosulfuro de 
amonio (NH4SH)
‣ Agua (H2O)
En Júpiter las nubes están 
comprimidas en una capa 
de 75 km mientras que 
en Saturno (menor g 
superficial) ocupan 300 
km.
Los diferentes colores 
son debidos a otras 
sustancias químicas en las 
nubes.
rojas (Gran Mancha Roja, etc.)
blancas (~nubes de NH3)
marrones (~nubes de NH4SH)
altura de las nubes
Júpiter y Saturno: las temperaturas son demasiado 
altas para que condense el CH4. Las nubes de cada 
compuesto se forman a temperatura similar en 
ambos planetas pero a mayor profundidad en 
Saturno (menor temperatura del planeta). 
Urano y Neptuno: NH3 y H2O congelan y precipitan 
al interior (no vemos nubes de estos compuestos). El 
CH4 condensa mejor a elevadas presiones (capas 
bajas): nubes difíciles de ver. En el caso de Neptuno, la 
energía interna de Neptuno + bajas temperaturas 
superficiales producen movimientos convectivos que 
facilitan la ascensión de este tipo de nubes.
Estructura atmosférica
Fuente interna de energía
En los planetas terrestres la principal fuente de energía para 
los movimientos de la atmósfera es la radiación solar
Júpiter emite 2 veces más energía (en el infrarrojo) que 
la absorbida por el sol. 
Es energía gravitacional liberada en una lenta 
contracción (proceso de Kelvin-Helmholtz) convertida 
en energía térmica. Júpiter sigue contrayéndose
Esta energía explica la alta actividad de las 
atmósferas (movimientos convectivos y vientos)
Fuente interna de energía
En los planetas terrestres la principal fuente de energía para 
los movimientos de la atmósfera es la radiación solar
Júpiter emite 2 veces más energía (en el infrarrojo) que 
la absorbida por el sol. 
Es energía gravitacional liberada en una lenta 
contracción (proceso de Kelvin-Helmholtz) convertida 
en energía térmica. Júpiter sigue contrayéndose
Esta energía explica la alta actividad de las 
atmósferas (movimientos convectivos y vientos)
Fuente interna de energía
En los planetas terrestres la principal fuente de energía para 
los movimientos de la atmósfera es la radiación solar
Júpiter emite 2 veces más energía (en el infrarrojo) que 
la absorbida por el sol. 
Es energía gravitacional liberada en una lenta 
contracción (proceso de Kelvin-Helmholtz) convertida 
en energía térmica. Júpiter sigue contrayéndose
Esta energía explica la alta actividad de las 
atmósferas (movimientos convectivos y vientos)
Saturno también emite más energía que la que recibe. Aunque el efecto debería ser menor, 
la energía emitida por kg es un 25% mayor que en Júpiter (?)
Explicación: calor cedido por la lluvia de He (rozamiento)
Fuente interna de energía
Urano (~) no tiene una fuente interna de energía (emite ~ lo que recibe). No hay una actividad 
importante en la atmósfera. Mantiene T muy uniforme
La atmósfera de Neptuno es más dinámica que la de Urano, aunque está más lejos del Sol. 
Emite más energía que la que recibe → En lenta contracción ¿Por qué la diferencia con Urano?
Fuerza de Coriolis
Un observador exterior observa la bola
negra moviéndose en línea recta
Fuerza de Coriolis
Un observador exterior observa la bola
negra moviéndose en línea recta
Fuerza de Coriolis
Un observador exterior observa la bola
negra moviéndose en línea recta
Desde el punto de vista del observador
que viaja sobre el disco (punto rojo) la bola se 
desvía hacia la derecha
Efecto de la fuerza de Coriolis
Text
La Tierra no rota
Polo Norte
Polo Norte
Ecuador
Ecuador
Punto de
lanzamiento
Punto de
lanzamiento
Destino
Destino inicial Destino real Destino
inicialDestino real
sentido de giro
Destino
Efecto de la fuerza de Coriolis
Text
La Tierra no rota
La Tierra sí rota
Polo Norte
Polo Norte
Ecuador
Ecuador
Punto de
lanzamiento
Punto de
lanzamiento
Destino
Destino inicial Destino real Destino
inicialDestino real
sentido de giro
Destino
Hemisferio 
Norte 
(en el hemisferio 
sur se invierte)
La fuerza de Coriolis desvía los objetos 
hacia la derecha en el hemisferio norte y 
hacia la izquierda en el hemisferio sur
Vista superior Vista superior
Vista lateral Vista lateral
Sentido contrario
agujas del reloj
Sentido
agujas del reloj
Alta 
presión
Baja 
presión
B
B A
A
Supertifón Haiyan/Yolanda(3-8 noviembre 2013)
Imágenes Visible+IR, satélite japonés MTSAT
Supertifón Haiyan/Yolanda(3-8 noviembre 2013)
Imágenes Visible+IR, satélite japonés MTSAT
Vientos
En Júpiter y Saturno la rápida rotación rompe las células convectivas en 
múltiples bandas (efecto Coriolis), convirtiendo los vientos S-N en E-W
En Júpiter los vientos zonales alcanzan 500 km/h, siendo más intensos en 
el ecuador y en las fronteras entre zonas y cinturones
Vientos
En Júpiter y Saturno la rápida rotación rompe las células convectivas en 
múltiples bandas (efecto Coriolis), convirtiendo los vientos S-N en E-W
En Júpiter los vientos zonales alcanzan 500 km/h, siendo más intensos en 
el ecuador y en las fronteras entre zonas y cinturones
A pesar de recibir menos energía del sol y tener menor calor interno, las velocidades de 
los vientos en Saturno son mayores (se han medido vientos de 1800 km/h, variables)
El misterioso hexágono del polo norte en Saturno
Detectado por las Voyager en 80‘s
Periodo de rotación ~ Saturno (muy estable respecto al planeta)
En su interior “jet stream” con vientos de ~400 km/h
El misterioso hexágono del polo norte en Saturno
Detectado por las Voyager en 80‘s
Periodo de rotación ~ Saturno (muy estable respecto al planeta)
En su interior “jet stream” con vientos de ~400 km/h
El misterioso hexágono del polo norte en Saturno
Zonas y Cinturones
Zon
a
Cint
uró
n
material 
frío se 
hunde
material 
caliente 
asciende
norte
Las importantes corrientes 
convectivas en las bandas 
producen zonas y cinturones:
Zonas: regiones altas de 
gas caliente subiendo
Cinturones: regiones bajas 
de gas frío bajando 
El material caliente asciende en las zonas, el NH3 condensa 
produciendo las nubes blancas, sigue subiendo (sin NH3) se 
mueve hacia el N y S, y baja en los cinturones.
Progresivamente, el NH3 de las zonas “nieva” hacia el 
interior.
Datos de Cassini indican que hay nubes pequeñas (invisibles 
desde la Tierra) en los cinturones subiendo, así que la 
dinámica atmosférica no está tan clara.
Las regiones oscuras de los cinturones son en general nubes 
de NH4SH.
Zonas y Cinturones
Zonas y Cinturones
zona
cinturón
Confirmado por observaciones 
en el infrarrojo (se observa la 
emisión térmica del planeta, no la 
luz reflejada): los cinturones 
corresponden a zonas más 
internas → más calientes → más 
brillantes en el IR
Zonas y Cinturones
Confirmado por observaciones 
en el infrarrojo (se observa la 
emisión térmica del planeta, no la 
luz reflejada): los cinturones 
corresponden a zonas más 
internas → más calientes → más 
brillantes en el IR
Zonas y Cinturones
Confirmado por observaciones 
en el infrarrojo (se observa la 
emisión térmica del planeta,no la 
luz reflejada): los cinturones 
corresponden a zonas más 
internas → más calientes → más 
brillantes en el IR
Zonas y Cinturones
Confirmado por observaciones 
en el infrarrojo (se observa la 
emisión térmica del planeta, no la 
luz reflejada): los cinturones 
corresponden a zonas más 
internas → más calientes → más 
brillantes en el IR
La Gran Mancha Roja de Júpiter
Pioneer 11, 1974
La Gran Mancha Roja de Júpiter
Pioneer 11, 1974 Voyager 2, 1979
La Gran Mancha Roja de Júpiter
Pioneer 11, 1974 Voyager 2, 1979 HST, 1995
La Gran Mancha Roja de Júpiter
Pioneer 11, 1974 Voyager 2, 1979 HST, 1995
Nubes a gran altitud rodeadas por un collar de 
nubes blancas (~50 km por debajo)
Vientos circulando (360 km/h en el borde) en 
sentido antihorario alrededor de regiones de 
alta presión
Tormenta de larga duración, en zonas o en cinturones
Tamaño variable (de 4000 a 14000 km)
Manchas y ovalos
A veces se desarrollan tormentas menores, de 
menor duración: ej. la Mancha Roja “Junior”. 
hemisferio norte hemisferio sur
IR
Manchas y ovalos
A veces se desarrollan tormentas menores, de 
menor duración: ej. la Mancha Roja “Junior”. 
hemisferio norte hemisferio sur
IR
Manchas y ovalos
A veces se desarrollan tormentas menores, de 
menor duración: ej. la Mancha Roja “Junior”. 
hemisferio norte hemisferio sur
Ovalos blancos 
(nubes altas, T bajas)
Ovalos marrones 
(agujeros, T altas)
IR
Manchas y ovalos
A veces se desarrollan tormentas menores, de 
menor duración: ej. la Mancha Roja “Junior”. 
hemisferio norte hemisferio sur
Ovalos blancos 
(nubes altas, T bajas)
Ovalos marrones 
(agujeros, T altas)
IR
Saturno: no tan permanentes 
como en Júpiter (desaparecen en 
días o meses)
Producidas cuando gases calientes 
ascienden, se enfrían, se condensa 
el NH3 en cristales y se forman 
nubes blancas 
Tormentas en Saturno
Saturno: no tan permanentes 
como en Júpiter (desaparecen en 
días o meses)
Producidas cuando gases calientes 
ascienden, se enfrían, se condensa 
el NH3 en cristales y se forman 
nubes blancas 
Tormentas en Saturno
Saturno: no tan permanentes 
como en Júpiter (desaparecen en 
días o meses)
Producidas cuando gases calientes 
ascienden, se enfrían, se condensa 
el NH3 en cristales y se forman 
nubes blancas 
Tormentas en Saturno
Tormenta aparecida en diciembre 2010
Saturno: no tan permanentes 
como en Júpiter (desaparecen en 
días o meses)
Producidas cuando gases calientes 
ascienden, se enfrían, se condensa 
el NH3 en cristales y se forman 
nubes blancas 
Tormentas en Saturno
Tormenta aparecida en diciembre 2010
Tormentas en Urano y Neptuno
Urano: de 1986 a 2004 
aparecieron nubes altas y 
tormentas. Prob. debidas a 
cambios estacionales
Tormentas en Urano y Neptuno
Urano: de 1986 a 2004 
aparecieron nubes altas y 
tormentas. Prob. debidas a 
cambios estacionales
Neptuno: Gran Mancha Oscura. Similar a 
la de Júpiter (situación, tamaño, vientos) 
pero de menos duración (6 años). Nubes 
blancas a gran altitud.
Estructura interna de Júpiter y Saturno
hidrógeno 
metálico
hidrógeno líquido
hidrógeno gaseoso
densidad
(g/cm3)
temperatura
(K)
presión
(bar)
núcleo de rocas, metales 
y hielos
A partir de modelos que expliquen su achatamiento y 
experimentos. Júpiter tiene un achatamiento del 6.5 %. 
Saturno del 9.8 %. No pueden ser sólidos.
Júpiter:
‣Envoltura gaseosa. Espesor de 7000 km
‣Capa de hidrógeno líquido. Espesor de 7000 km
‣Gran capa de hidrógeno metálico. 46000 km de 
espesor. Medio conductor. Fuente del campo 
magnético.
‣Núcleo rocoso rodeado por una capa de hielos de 
H2O, NH3, CH4 con propiedades líquidas (altas 
presiones). Posible semilla de la formación. 2.6% de la 
masa en un radio de 10000 km.
Estructura interna de Júpiter y Saturno
hidrógeno 
metálico
hidrógeno líquido
hidrógeno gaseoso
densidad
(g/cm3)
temperatura
(K)
presión
(bar)
núcleo de rocas, metales 
y hielos
A partir de modelos que expliquen su achatamiento y 
experimentos. Júpiter tiene un achatamiento del 6.5 %. 
Saturno del 9.8 %. No pueden ser sólidos.
Júpiter:
‣Envoltura gaseosa. Espesor de 7000 km
‣Capa de hidrógeno líquido. Espesor de 7000 km
‣Gran capa de hidrógeno metálico. 46000 km de 
espesor. Medio conductor. Fuente del campo 
magnético.
‣Núcleo rocoso rodeado por una capa de hielos de 
H2O, NH3, CH4 con propiedades líquidas (altas 
presiones). Posible semilla de la formación. 2.6% de la 
masa en un radio de 10000 km.
Saturno:
Menos masivo → menores presiones → la 
capa de H metálico es más profunda y más 
estrecha (menor campo magnético). 
El núcleo contiene el 10% de la masa
nubes visibles
H gaseoso
H líquido
H metálico
núcleo de roca, 
metales y hielos
Estructura interna de Júpiter y Saturno
Molecular 
Hydrogen 
Rock 
& Ice 
Cores 
Metallic 
Hydrogen 
Cloud Tops 
Jupiter and Saturn are Gas Giants: deep H & He 
atmospheres with metallic hydrogen mantles. 
Jupiter Saturn Júpiter Saturno
Cubierta de 
nubes
Hidrógeno molecular 
(gaseoso, líquido)
Hidrógeno 
metálico 
Núcleo 
de rocas 
y hielo
Estructura interna de Urano y Neptuno
No se alcanzan las presiones necesarias para tener una capa de hidrógeno metálico
Si tuviesen la misma composición química que Júpiter y Saturno, las presiones menores producirían 
densidades menores, pero son mayores → Mayor proporción de elementos pesados y menos de H y He.
Posible estructura interna:
‣Fina envoltura gaseosa.
‣Capa de hidrógeno molecular y He líquidos.
‣Gran manto de “hielos” de H2O, NH3 y 
CH4, muy comprimido, alta T, conductivo, 
fluido muy denso. Fuente del campo 
magnético. 
‣Núcleo rocoso (mayor tamaño relativo que 
en Júpiter o Saturno)
Urano Neptuno
H molecular 
y He líquidos
núcleo 
rocoso
manto de 
“hielos”
Estructura interna de Urano y Neptuno
No se alcanzan las presiones necesarias para tener una capa de hidrógeno metálico
Si tuviesen la misma composición química que Júpiter y Saturno, las presiones menores producirían 
densidades menores, pero son mayores → Mayor proporción de elementos pesados y menos de H y He.
Posible estructura interna:
‣Fina envoltura gaseosa.
‣Capa de hidrógeno molecular y He líquidos.
‣Gran manto de “hielos” de H2O, NH3 y 
CH4, muy comprimido, alta T, conductivo, 
fluido muy denso. Fuente del campo 
magnético. 
‣Núcleo rocoso (mayor tamaño relativo que 
en Júpiter o Saturno)
¿Cómo se pudieron formar tan lejos del Sol, 
donde la nebulosa era poco densa?
Varios modelos:
- Se pudieron formar por semillas en regiones más 
internas e interacciones gravitatorias los 
movieron fuera antes de acumular más H y He.
- Se formaron de la nebulosa a sus distancias 
actuales pero la radiación de una estrella joven 
cercana barrió sus envolturas de H y He.
Urano Neptuno
H molecular 
y He líquidos
núcleo 
rocoso
manto de 
“hielos”
Campos magnéticos
Emisión radio de Júpiter: emisión no térmica en ondas 
centimétricas: radiación sincrotrón (electrones relativistas 
moviéndose en un intenso campo magnético)
Júpiter tiene un campo magnético (en el ecuador 14 veces 
más intenso que en la Tierra) producido por la capa de H 
metálico y su rápida rotación.
Inmensa magnetosfera (alimentada por partículas expulsadas por Io)
Campos magnéticos
ondas 
radio
ondas radio
campo 
magnético
partícula cargada
Emisión radio de Júpiter: emisión no térmica en ondas 
centimétricas: radiación sincrotrón (electrones relativistas 
moviéndose en un intenso campo magnético)
Júpiter tiene un campo magnético (en el ecuador 14 veces 
más intenso que en la Tierra) producido por la capa de H 
metálico y su rápida rotación.
Inmensa magnetosfera (alimentada por partículas expulsadas por Io)
Campos magnéticos
Emisión radio de Júpiter: emisión no térmica en ondas 
centimétricas: radiación sincrotrón (electrones relativistas 
moviéndose en un intenso campo magnético)
Júpiter tiene un campo magnético (en el ecuador 14 veces 
más intenso que en la Tierra) producido por la capa de H 
metálico y su rápida rotación.Saturno: campo magnético más débil, magnetosfera de un 10-20% de tamaño. Menos partículas 
cargadas en el plasma (no tiene una fuente como Io y los anillos capturan las partículas)
Urano, Neptuno: campos más débiles. Ejes magnéticos muy separados del eje de rotación y no 
centrados en el centro del planeta
eje de rotación eje magnético
Inmensa magnetosfera (alimentada por partículas expulsadas por Io)
Auroras
Producidas por partículas cargadas de la magnetosfera 
que entran por los polos, excitando átomos de la alta 
atmósfera, que reemiten en el ultravioleta
Auroras
Producidas por partículas cargadas de la magnetosfera 
que entran por los polos, excitando átomos de la alta 
atmósfera, que reemiten en el ultravioleta
Variaciones en la apariencia al cambiar el ángulo de visión. 
Cuando la línea de visión está en el plano, prácticamente 
desaparecen → muy finos (decenas de metros).
Cassini: sistema de anillos: A, división Cassini, B y C
Los anillos de Saturno
Variaciones en la apariencia al cambiar el ángulo de visión. 
Cuando la línea de visión está en el plano, prácticamente 
desaparecen → muy finos (decenas de metros).
Cassini: sistema de anillos: A, división Cassini, B y C
Los anillos de Saturno
Variaciones en la apariencia al cambiar el ángulo de visión. 
Cuando la línea de visión está en el plano, prácticamente 
desaparecen → muy finos (decenas de metros).
Cassini: sistema de anillos: A, división Cassini, B y C
Maxwell demostró que no podían ser sólidos. 
Desplazamientos Doppler: las regiones internas giran más 
rápidamente (3ª ley de Kepler) → compuestos por 
pequeños cuerpos de 1 cm a 5 m
Gran albedo + espectroscopía: hielos de agua a T = -200 − 
-180 ºC
Los anillos de Saturno
Los anillos están por debajo del 
límite de Roche: distancia por debajo 
de la cual las fuerzas de marea (F. 
gravitacionales diferenciales) que 
tienden a separar las partículas 
superan a las fuerzas gravitacionales 
entre partículas. r ≃ 2.4 RPlaneta)
Los anillos de Saturno
Estructura más detallada: hueco de Encke, anillo F; cada 
anillo principal se compone de cientos de estrechos anillos
Visión desde el lado 
oscuro: luz difundida 
por las pequeñas 
partículas (la división 
Cassini no está vacía)
Los anillos de Saturno
Estructura más detallada: hueco de Encke, anillo F; cada 
anillo principal se compone de cientos de estrechos anillos
Visión desde el lado 
oscuro: luz difundida 
por las pequeñas 
partículas (la división 
Cassini no está vacía)
Los anillos de Saturno
Estructura más detallada: hueco de Encke, anillo F; cada 
anillo principal se compone de cientos de estrechos anillos
Visión desde el lado 
oscuro: luz difundida 
por las pequeñas 
partículas (la división 
Cassini no está vacía)
Los anillos de Saturno
Estructura más detallada: hueco de Encke, anillo F; cada 
anillo principal se compone de cientos de estrechos anillos
Visión desde el lado 
oscuro: luz difundida 
por las pequeñas 
partículas (la división 
Cassini no está vacía)
Los anillos de Saturno
Estructura más detallada: hueco de Encke, anillo F; cada 
anillo principal se compone de cientos de estrechos anillos
Visión desde el lado 
oscuro: luz difundida 
por las pequeñas 
partículas (la división 
Cassini no está vacía)
Las diferencias en color corresponden a diferencias en composición química: los anillos no se 
mezclan, probablemente formados en diferentes episodios a partir de material diferente
Los anillos de Saturno
Nuevos anillos: D (interno), 
E y G (muy tenues, ¿material 
de Encélado?)
Los efectos gravitacionales 
de los satélites son 
responsables de gran 
parte de la estructura 
(satélites pastores)
(los dos en la misma órbita)
(los tres en la 
misma órbita)
Los anillos de Saturno
Nuevos anillos: D (interno), 
E y G (muy tenues, ¿material 
de Encélado?)
Los efectos gravitacionales 
de los satélites son 
responsables de gran 
parte de la estructura 
(satélites pastores)
(los dos en la misma órbita)
(los tres en la 
misma órbita)
La división Cassini puede estar producida 
por una resonancia 2:1 con la órbita de 
Mimas
Pandora y Prometeo confinan el material 
formando el anillo F
Pan y Dafne crean los huecos de 
Encke y de Keeler
Según avanza Dafne, va creando 
ondas en los bordes del hueco
Anillos en Júpiter, Urano y Neptuno
Júpiter Urano
Saturno Neptuno
Anillos en Júpiter, Urano y Neptuno
Júpiter Urano
Saturno Neptuno
Júpiter: compuestos por pequeñas partículas de 
rocas (~1μm), albedo muy bajo, 10−5 del 
material de los anillos de Saturno.
Anillos en Júpiter, Urano y Neptuno
Júpiter Urano
Saturno Neptuno
Júpiter: compuestos por pequeñas partículas de 
rocas (~1μm), albedo muy bajo, 10−5 del 
material de los anillos de Saturno.
Urano: sistema de 
13 anillos (la 
mayoría muy 
estrechos); muy 
oscuros (C 
procedente de 
CH4 helado?); 
posiblemente 
jóvenes, posiciones 
relacionadas con 
las de los satélites. 
Origen de los anillos
Origen de los anillos
Origen de los anillos
http://www.nasa.gov/feature/jpl/jupiter-s-north-pole-unlike-
anything-encountered-in-solar-system
http://www.nasa.gov/feature/jpl/jupiter-s-north-pole-unlike-anything-encountered-in-solar-system
Referencias y enlaces
Textos:
• “An Introduction to the Solar System”, por N. McBride & I. Gimour, Cambridge Univ. Press
• “Universe”, de R.A. Freedman, R.M. Geller & W.J. Kauffmann III, ed. W.H. Freeman & Co.
• Ver textos en los enlaces del Tema 4
Vídeos:
Júpiter:
http://www.spacetelescope.org/videos/astro_l/
http://www.solarviews.com/cap/jup/vjupitr5.htm
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA02863
http://videos.spacetelescope.org/videos/html/mov/180px/hst15_jupiter_movie.html
http://www.solarviews.com/cap/jup/vjupitr3.htm
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2008/27/video/a/
Saturno:
http://www.spacetelescope.org/videos/images_e/
http://www.spacetelescope.org/videos/opo0713b/
http://www.nasa.gov/mov/172386main_pia09187.mov
http://www.solarviews.com/cap/sat/vsatstrm.htm
http://www.spacetelescope.org/videos/heic0504a/
http://www.spacetelescope.org/videos/heic1003e/
http://www.haydenplanetarium.org/resources/ava/solarsystem/P0421satuseas
http://www.spacetelescope.org/videos/astro_bj/
http://www.youtube.com/watch?v=fdUlpeUFfxI
http://www.solarviews.com/cap/sat/vsaturn1.htm
http://www.jpl.nasa.gov/video/?id=1152
 http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2010/2471.html
https://www.youtube.com/watch?v=WQanorVXjhQ
Neptuno: http://www.solarviews.com/cap/nep/nept96.htm
http://www.spacetelescope.org/videos/astro_l/
http://www.solarviews.com/cap/jup/vjupitr5.htm
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA02863
http://videos.spacetelescope.org/videos/html/mov/180px/hst15_jupiter_movie.html
http://www.solarviews.com/cap/jup/vjupitr3.htm
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2008/27/video/a/
http://www.spacetelescope.org/videos/images_e/
http://www.spacetelescope.org/videos/opo0713b/
http://www.nasa.gov/mov/172386main_pia09187.mov
http://www.solarviews.com/cap/sat/vsatstrm.htm
http://www.spacetelescope.org/videos/heic0504a/
http://www.spacetelescope.org/videos/heic1003e/
http://www.haydenplanetarium.org/resources/ava/solarsystem/P0421satuseas
http://www.spacetelescope.org/videos/astro_bj/
http://www.youtube.com/watch?v=fdUlpeUFfxI
http://www.solarviews.com/cap/sat/vsaturn1.htm
http://www.jpl.nasa.gov/video/?id=1152
http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2010/2471.html
http://www.solarviews.com/cap/nep/nept96.htm
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https://www.researchgate.net/publication/312548699