En el contexto de la mitología romana, la cual era politeísta, Saturno fue la deidad de la agricultura y de la cosecha. Los antiguos griegos lo llamaron Cronos y según la misma mitología fue el dios que destronó a Urano. Cronos era el padre de Zeus y de otras divinidades del Olimpo. A su vez, los padres de Cronos eran Urano y Gea, quienes tuvieron otros hijos, conocidos como los doce titanes. Ellos eran: Océano, Temis, Lapeto, Tetis, Ceo, Febe, Hiperión, Mnemosine, Críos, Tía, Rea; además del mismo Cronos. Quizás debido a toda esta mitología se fomentó ya desde los siglos pasados; la curiosidad de algunos científicos por saber acerca de nuestros planetas vecinos. Uno de estos científicos fue el holandés Christian Huygens (1629-1695), quien inventó el reloj de péndulo y propuso por primera vez la teoría ondulatoria de la luz, y construyó excelentes telescopios. Huygens apuntó uno de sus primeros sistemas telescópicos hacia los cielos, para estudiar el sistema planetario y en particular al planeta Saturno. Y pese a las limitaciones de sus instrumentos, Huygens descubrió al satélite Titán en el año 1655, además de revelar el secreto de los anillos de Saturno: que son anillos de materiales cuya apariencia cambia con la posición del planeta en relación con la Tierra.
En la actualidad, sabemos que Saturno es el sexto planeta del Sistema Solar y que se encuentra dos veces más lejos de la Tierra de lo que está Júpiter. La característica más llamativa de Saturno la constituyen sus anillos. Este planeta ha sido observado por el ser humano desde las épocas más remotas, hasta nuestros días. Recientemente se han realizado observaciones en diversas longitudes de onda con tecnologías muy modernas, como lo es el telescopio James Webb.
Saturno tiene una gran familia lunar, por lo que se han confirmado 146 satélites naturales, junto con sus respectivas órbitas. Algunos datos relevantes del gigante gaseoso es que se trata del segundo planeta más grande y el que pose la densidad más baja del Sistema Solar.
El mencionada planeta contiene 95 veces la masa de la Tierra, aunque ocupa realmente un área mucho más grande, justo debido a su baja densidad, su gas se ha expandido. Para darnos una idea de su tamaño, los astrónomos han calculado que aproximadamente 764 planetas del tamaño de la Tierra cabrían dentro de Saturno. El planeta está formado principalmente por hidrógeno y helio. En su capa exterior estos elementos son gaseosos. En el interior, donde aumentan la temperatura y la presión, el hidrógeno y el helio se comportan como líquidos y aún más adentro como metales líquidos. El núcleo de Saturno, hecho de hielo y roca, tiene de diez a veinte veces la masa de la Tierra.
Debido a que Saturno está en oposición anualmente, ese es el mejor momento para observarlo de preferencia un telescopio, pues cambia de posición aproximadamente cada dos semanas de cada año. Saturno permanece en una constelación del zodíaco durante aproximadamente dos años y medio mientras recorre su órbita. Por otra parte, sobre sus satélites más conocidos se encuentran Titán, Encélado, Minas, Dione, Jápeto y Tetis. Un dato interesante es que algunas de sus 146 lunas que orbitan al planeta lo hacen dentro de sus anillos y otras son exteriores. Titán es del tamaño de Mercurio, además es la única luna del sistema solar que tiene una atmósfera significativa compuesta principalmente de nitrógeno. Algunas imágenes de su superficie, que ahora ya son históricas, fueron tomadas por la sonda Cassini-Huygens. Otro de los satélites naturales descubiertos desde el siglo XVII es Dione, el cual orbita a Saturno en 2.74 días. La superficie de Dione, la cuarta luna más grande del planeta, está formada por acantilados de hielo y cráteres de impacto y aunque comparte su órbita con dos lunas más pequeñas que tienen forma irregular, éstas son: Helene por delante y Polydeuces por detrás. El satélite natural Phoebe es una de las lunas exteriores y orbita Saturno a una distancia de 12.95 millones de kilómetros. Su superficie está cubierta de cráteres debido a los impactos recibidos.
Un satélite que ha sorprendido a los astrónomos y a los matemáticos es Hiperión, debido a su desordenada órbita. Hiperión tiene morfología irregular, cómo si fuera una papa celeste. Lo más significativo de Hiperión son sus giros orbitales en torno a Saturno. Su órbita muestra un comportamiento azaroso debido a su rotación caótica, que ha dado pie a diversas preguntas sobre si este satélite, no viola alguna de las leyes de Newton. Sin embargo, no es así, su órbita se comporta conforme a lom predicho por estas leyes mecánicas. Si se establecen las ecuaciones del movimiento de Hiperión se tendrían que tomar en cuenta las siguientes variables: posición, velocidad, rotación angular, etcétera. Todas estas variables se deben considerar para explicar el comportamiento de su órbita. Existe en otros ámbitos de la ciencia, la conocida teoría del Caos. La cual ha causado debates entre los especialistas, sin embargo se ha podido ver que a partir de ciertas expresiones matemáticas formalmente bien establecidas, e iterando con ciertos valores, se puede producir caos numérico. Un ejemplo de ello es la expresión matemática: 2*X^2-1. Se puede hacer un programa por computadora y verificar que para valores menores que uno, la gráfica puede mostrar una gran irregularidad, con solo cambiar los valores en una millonésima. Otro ejemplo muy conocido en el ámbito de la teoría del caos, es el sistema de Lorenz. En la teoría del caos, el comportamiento de un sistema determinista puede predecirse. Esto quiere decir que un sistema caótico puede ser predecible durante un tiempo, aunque al cambiar las condiciones en al menos una mínima diferencia, hará que el sistema evolucione de forma totalmente distinta. Esta teoría puede ser útil para explicar fenómenos en ámbitos como el Sistema Solar, los fluidos turbulentos con aplicaciones en la aeronáutica y el movimiento de las placas tectónicas, en sismología.
Un interesante efecto que relaciona como pequeñas perturbaciones producen grandes cambios se puede observar en el siguiente video: Qué son la teoría del caos y el efecto mariposa y cómo nos ayudan a entender mejor el universo.
Universidad Politécnica de Tulancingo: alfonso.padilla@upt.edu.mx
