🪐 Anillos Planetarios
Simulación interactiva vista desde arriba de anillos planetarios: órbitas keplerianas de partículas, la División de Cassini en la resonancia 2:1 con Mimas, el límite de Roche, y lunas pastoras.
Acerca de esta simulación
Esta simulación renderiza un sistema de anillos similar al de Saturno como decenas de miles de partículas keplerianas puntuales independientes que orbitan un planeta central — no se calculan colisiones ni autogravedad, solo órbitas de un solo cuerpo. El radio a de cada partícula se fija en su creación, y su posición angular avanza en cada fotograma según el movimiento medio ω = a−3/2, la tercera ley de Kepler en unidades donde el radio del planeta es igual a 1 — así que las partículas interiores adelantan a las exteriores, la cizalladura diferencial visible mientras el disco gira. Activar la luna pastora excluye las partículas recién muestreadas de una banda fija alrededor de su radio, imitando la brecha resonante que Mimas talla como la División de Cassini de Saturno; las partículas se sombrean en bandas concéntricas puramente por radio.
Qué muestra
Decenas de miles de partículas puntuales orbitando bajo dinámica kepleriana pura (ω ∝ a−3/2): observa cómo las partículas interiores adelantan visiblemente a las exteriores, el bandeado de color basado en el radio, y — cuando la luna pastora está activada — una brecha permanente abierta alrededor de su radio orbital, representando la verdadera División de Cassini tallada por Mimas.
Cómo usarla
Elige un preajuste (Saturno / denso / disperso) o arrastra tú mismo los deslizadores de número de partículas, radio interior/exterior, inclinación y velocidad del tiempo. Activa la luna pastora y desliza su posición para reubicar la brecha. Arrastra para orbitar la cámara, desplázate para hacer zoom, y usa Pausar/Reiniciar para congelar o reconstruir el anillo.
¿Sabías que?
La verdadera División de Cassini de Saturno es lo bastante ancha como para caber el planeta Mercurio dentro. Existe porque las partículas que orbitaran allí completarían exactamente dos órbitas por cada una de la luna Mimas — una resonancia de movimiento medio 2:1 cuyo tirón gravitatorio repetido despeja la brecha, el mismo mecanismo que esta simulación modela con su luna pastora.
Preguntas Frecuentes
¿Por qué las partículas cerca del planeta se mueven más rápido que las de más afuera?
Cada partícula sigue la tercera ley de Kepler: su velocidad angular (movimiento medio) es ω = a−3/2, donde a es su radio orbital en las unidades normalizadas de la simulación (radio del planeta = 1). Como ω disminuye con la distancia, las partículas en el borde interior completan muchas más órbitas por segundo que las del borde exterior — exactamente la rotación diferencial, o cizalladura, que mantiene un anillo real plano y evita que se aglutine en un único disco rígido.
¿Cómo crea realmente la brecha en los anillos activar la luna pastora?
La simulación no calcula fuerzas gravitatorias entre la luna y las partículas del anillo. En cambio, cada vez que se construye un anillo nuevo, muestrea repetidamente un radio orbital aleatorio para cada partícula y simplemente rechaza (vuelve a muestrear) cualquier valor que caiga dentro de una banda de ancho fijo alrededor del radio elegido de la luna. El resultado — un anillo limpio y vacío en la órbita de la luna — representa visualmente la limpieza resonante de la brecha que una luna pastora real como Mimas produce mediante repetidos impulsos gravitatorios en una resonancia de movimiento medio 2:1.
¿Incluye la simulación el límite de Roche o la gravedad entre partículas?
No. La ecuación del límite de Roche mostrada en el panel de información (d = R·(2ρ_p/ρ_s)^(1/3)) se incluye solo como referencia — nunca se evalúa en el código, así que puedes fijar el radio interior en cualquier valor, incluso dentro de donde una luna real sería disgregada por las mareas. Del mismo modo, las partículas no tienen masa, autogravedad ni colisiones; cada una es una partícula de prueba independiente que sigue su propia órbita kepleriana, razón por la cual la simulación puede renderizar hasta 100.000 de ellas en tiempo real.
¿Qué determina los colores de las partículas del anillo?
El color se calcula puramente a partir del radio orbital de una partícula, no de ningún modelo físico de brillo. Su posición entre el borde interior y el exterior establece un gradiente de tono de azul a más cálido, y una función coseno de esa misma posición superpone un patrón de bandas repetitivo, con un poco de ruido de brillo aleatorio añadido por partícula — juntos producen el aspecto rayado y bandeado que tienen los anillos reales sin simular la dispersión de la luz en granos de hielo reales.
¿Cambiar el deslizador de "Velocidad del tiempo" distorsiona la física?
No — solo reescala el reloj de la simulación. La posición angular de cada partícula sigue siendo phase0 + ω·simTime, así que multiplicar el incremento de simTime por el deslizador de velocidad simplemente reproduce el mismo movimiento kepleriano más rápido o más lento; la proporción entre las velocidades orbitales de dos partículas cualesquiera, y la ubicación de la brecha de la luna, permanecen exactamente iguales sin importar el ajuste de velocidad.
Miles de partículas keplerianas alrededor de un planeta se autoorganizan. Dentro del límite de Roche no pueden fusionarse; las resonancias con una luna tallan la División de Cassini; las lunas pastoras confinan anillos estrechos.
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