Saturno es uno de los mayores planetas de nuestro Sistema Solar, popularmente conocido como el “Señor de los anillos”. Ubicado a 1280 millones de kilómetros de nuestro planeta Tierra y formado principalmente por Hidrógeno y Helio,  dos gases livianos, este gigante gaseoso es superado en tamaño solo por Júpiter. Si pudiéramos llenar a Saturno con “planetas Tierras”, pueden llegar a caber 764 de ellas, pero pesa sólo 95 veces lo que nuestro mundo rocoso, esto significa que si existiera la posibilidad de poner todos los planetas del Sistema Solar en una piscina, Saturno sería el único que flotaría (su densidad global es cercana a la mitad de la densidad del agua).

Hasta el momento de la invención del telescopio Hans Lippershey en 1608 y las observaciones de Galileo a partir de 1609, se creía que era el planeta más distante del sol. Sus anillos de gran tamaño, y extremadamente brillantes, están formados por infinidad de fragmentos que pueden ser restos de asteroides o cometas que se han desfragmentado en pedazos y quedaron atrapados por la fuerza gravitacional del planeta. Cuando fueron descubiertos estos anillos, recién en el siglo XVII, los dibujos los mostraban como enormes ‘orejas de Ratón Mickey’ a cada lado del planeta. Pero cuando la tecnología avanzó, y  mejoraron los telescopios, los astrónomos pudieron descubrir su composición: millones de fragmentos de hielo y roca, rotando en conjunto con forma de disco, alrededor del planeta.

Si observamos a Saturno y a sus anillos a través de un telescopio, veremos a un planeta de color amarillo pálido. Al ser un planeta gaseoso, es decir que no posee una superficie sólida en donde podamos pararnos, lo que en realidad estamos observando son nubes que aparecen como bandas claras y oscuras. 

No tardaremos mucho en darnos cuenta que lo que observamos a través del telescopio no es muy parecido en cuanto a los colores que nos muestran de Saturno en imágenes o videos.

Pues bien, sucede, por un lado, que nuestro ojo es sensible solo a determinados colores y por otro,  las imágenes que tenemos del planeta gaseoso han sido tomadas en blanco y negro y en escala de grises, por la sonda espacial Cassini-Huygens en abril del 2004, cuando se encontraba a 44,5 millones de kilómetros del planeta. La mayoría de los colores en las fotografías que se publican, si no son todos, han sido agregados por científicos y artistas para poder obtener mayor información sobre las características del planeta, o también para visualizar aquellos detalles que el ojo humano jamás podría ver.

¿Cómo colorean “artificialmente” a Saturno?

En esta oportunidad, es la sonda espacial Cassini-Huygens quien fotografió en 2004, la misma cara de Saturno con diferentes filtros del espectro electromagnético, para poder obtener información variada acerca del planeta y de sus anillos. 

Lanzada el 15 de octubre de 1997, esta sonda espacial tenía como objetivo principal el estudio del planeta, sus anillos y sus lunas. 

Para ello se la equipó con dos cámaras CCD (iniciales de Charge-Coupled Device, “Dispositivo de Carga Acoplada, en inglés) y detectores de luz visible, infrarroja y ultravioleta, entre otros. 

Estos instrumentos le permitieron a la sonda espacial tomar imágenes de Saturno con una definición y calidad nunca antes lograda.

Gracias a esta misión se pudo conocer con mayor precisión la composición y estructura química del planeta y de sus lunas, en particular, de Titan.

Las ultimas imágenes tomadas por la sonda espacial muestran a un Saturno que no acostumbramos a ver: un planeta caracterizado por sus colores y brillos, ahora registrado sólo en blanco y negro.

Pero los colores no tardaron en llegar, científicos y artistas trabajaron para agregarle el color y el brillo característico del planeta, y poder analizar de forma más provechosa la información, pero también para apreciar mejor los detalles.

Un montaje de imágenes obtenidas por la sonda Cassini-Huygens, tomadas en tres regiones diferentes del espectro electromagnético, la zona del ultravioleta en los 298 nanómetros, en el espectro visible en los 440 nanómetros, y en el infrarrojo cercano en 930 nanómetros, muestran que hay más en Saturno de lo que parece.

Imagen: Izquierda: Saturno visto en longitudes de onda corta, (ultravioleta, 298 nanómetros) Centro: Saturno visto en longitudes de onda media (Azul visible, 440 nanómetros). Derecha: Saturno visto en longitudes de onda larga (infrarrojo, 930 nanómetros). NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute. 

Basados en estas imágenes y en los filtros utilizados por la sonda espacial Cassini-Huygens, los científicos componen las imágenes con los colores según se correspondan con las longitudes de ondas en las que fueron tomadas dichas imágenes, asignando el color azul a aquellas imágenes que fueron tomadas en el ultravioleta, consideradas longitudes de ondas corta; el color verde a las imágenes tomadas en el espectro visible, que son consideradas longitudes de onda media; y el color rojo a las imágenes captadas en el infrarrojo, con sus longitudes de onda larga.

Imagen: Selección de colores del espectro visible a las imágenes tomadas según la longitud de onda correspondiente. Fuente: Vox. How Scientists colorize photos of space.

De esta forma, al tener el ojo humano una visión tricromática, la combinación de estos tres colores con diferentes intensidades permite visualizar al planeta gaseoso tal cual lo conocemos.

Imagen: Asignación de colores según la longitud de onda en que fue tomada cada imagen. Fuente: Vox. How Scientists colorize photos of space.

Una vez hecha la asignación de los colores correspondientes con la longitud de onda en que fue tomada cada imagen, se realiza la superposición de estas imágenes monocromáticas, combinando los tres colores como se muestra en la siguiente imagen:

Imagen: Paso previo a la imagen definitiva. Aquí se muestra como la combinación de estos tres colores logran el color, brillo y contraste de Saturno y sus anillos tal cual lo conocemos. Fuente: Vox. How Scientists colorize photos of space.

Finalmente, se obtiene la imagen de Saturno con los colores y brillo que conocemos.

Imagen: Imagen de Saturno y sus anillos tal cual se muestran en fotos o videos, luego de la composición de colores. Fuente: Vox. How Scientists colorize photos of space.

Podríamos decir, por lo contrario, que si las imágenes no fuesen intervenidas con esta combinación de tres colores, la vista más representativa de lo que vería el ojo humano de Saturno, sería la tomada en el rango del azul visible, en los 440 nanómetros. 

Imagen: Izquierda: Saturno tomada en longitudes de onda del azul visible (longitud de onda: 440 nanómetros). La vista de Saturno más parecida a lo que vería el ojo humano sin la combinación de los filtros Azul, Verde y Rojo. Derecha: Saturno coloreado con la combinación de los filtros: Azul, Verde y Rojo. NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Las imágenes tomadas por la sonda espacial Cassini-Huygens permitió a los científicos descifrar cómo está compuesta la atmósfera del planeta. En particular, la observación en el infrarrojo cercano permitió, por ejemplo, la detección de metano (el componente principal del gas natural) en la atmósfera, mediante el registro de líneas de absorción de este compuesto químico en dicha banda espectral. 

Por otra parte, partiendo de la base que todos los gases dispersan la luz solar de manera eficiente en longitudes de onda cortas, este efecto es más pronunciado en la zona del ultravioleta que en la zona del espectro visible, por lo tanto los gases que forman la atmósfera del planeta, principalmente hidrógeno y el helio molecular, que conforman el 98% de su composición química, hacen que las longitudes de onda más cortas sean dispersadas por el gas, y con ello, la atmósfera iluminada por la luz solar brille en estas longitudes de onda, mientras que las longitudes de onda más largas son absorbidas por el metano, mostrando una imagen oscura y opaca del planeta.

De esta forma, la tarea de la sonda espacial Cassini-Huygens durante los últimos 20 años, de los cuales casi 10 años estuvo viajando por el espacio para acercarse a Saturno, permitió un análisis más preciso de los gases que forman el planeta. La misión tuvo su final en Setiembre de 2017, cuando se planificó su destrucción para evitar que eventualmente ocasionara una contaminación biológica (o radiactiva) en Titán o Encelado, dos de las lunas de Saturno con altas posibilidades de albergar vida.

Fuentes:

https://sci.esa.int/web/cassini-huygens/-/34965-four-windows-on-saturn?inheritRedirect=true&redirect=https%3A%2F%2Fsci.esa.int%3A443%2Fweb%2Fservices%2Fsearch-results%3Fp_p_id%3Dcom_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet%26p_p_lifecycle%3D0%26p_p_state%3Dnormal%26p_p_mode%3Dview%26_com_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet_cur%3D1%26_com_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet_mvcPath%3D%252Fsearch.jsp%26_com_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet_entryClassName%3D%26_com_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet_keywords%3Dsaturn%2Binfrared%26_com_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet_searchPrimaryKeys%3D%26_com_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet_formDate%3D1611844820895%26_com_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet_scope%3Deverything%26_com_liferay_portal_search_web_portlet_SearchPortlet_format%3D

https://pdm.com.co/fascinante-video-muestra-como-los-cientificos-colorean-fotos-del-espacio-tomadas-por-el-hubble/

https://www.nasa.gov/content/explore-light