Nuove stime di caratteristiche di Saturno includono quella dell’età degli anelli

Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” descrive una ricerca sul pianeta Saturno che include un’analisi della sua struttura interna ma anche sulla sua evoluzione, che comprende quella dei suoi anelli. Un team di ricercatori guidato da Luciano Iess del Dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale di Sapienza Università di Roma ha usato dati raccolti dalla sonda spaziale Cassini per determinare che i venti su Saturno raggiungono una profondità di circa 9.000 chilometri e che gli anelli si sono formati non più di 100 milioni di anni fa.

La sonda spaziale Cassini ha terminato la sua straordinaria missione il 15 settembre 2017 disintegrandosi nell’atmosfera del pianeta Saturno ma l’analisi dell’enorme quantità di dati accumulata in oltre un decennio continua. Nell’ultima fase della sua missione, chiamata appropriatamente Gran Finale, i dirigenti della missione decisero di far compiere a Cassini una serie di passaggi ravvicinati a Saturno all’interno degli anelli, manovre che prima erano considerate troppo rischiose. Ciò ha permesso di compiere alcune rilevazioni che erano impossibili in altri modi che riguardano anche l’età degli anelli.

La traiettoria della sonda spaziale Cassini con la sua velocità istante per istante è stata ricostruita con grande precisione grazie a una connessione a microonde tra di essa e le stazioni di tracciamento sulla Terra. Gli effetti gravitazionali di Saturno e dei suoi anelli influenzavano quella traiettoria provocando un continuo spostamento e di conseguenza un effetto Doppler, che causa un’influenza sulle frequenze della connessione. Quelle informazioni hanno permesso di ricostruire gli effetti gravitazionali e quindi di stimare il campo gravitazionale di Saturno e la massa dei suoi anelli, un dato che ha permesso di effettuare valutazioni sulla loro età.

Precedenti rilevazioni effettuate dalla sonda spaziale Cassini avevano permesso di stabilire che gli anelli di Saturno sono composti al 99% di ghiaccio d’acqua e per il resto di varie impurità. Avevano anche permesso di determinare il flusso dei microscopici granelli di silicati presenti attorno al pianeta. La stima della massa degli anelli ha permesso di misurare la quantità di impurità accumulate e quindi di calcolare il tempo necessario perché si depositassero. Il risultato è decisamente impreciso ma indica che gli anelli si sono formati in tempi recenti da un punto di vista astronomico: tra 10 e 100 milioni di anni fa.

Luciano Iess ha ricordato che vari indizi avevano già indicato che gli anelli di Saturno non si erano formati assieme al pianeta e i ricercatori stavano già discutendo le possibilità che una luna del pianeta formata da ghiaccio si fosse disintegrata o che essi siano nati come conseguenza dell’impatto di una cometa. Conoscere la loro massa era il dato cruciale per capirne qualcosa di più e ora i ricercatori l’hanno stimata in circa il 40% di quella di Mimas, appunto una delle lune di Saturno con una forte componente di ghiaccio, nota soprattutto per una curiosa somiglianza con la Morte Nera di Guerre Stellari.

Questa ricerca ha fornito altre informazioni sul pianeta Saturno come venti che raggiungono profondità attorno ai 9.000 chilometri e le misurazioni del campo gravitazionali suggeriscono che il suo nucleo sia formato da elementi più pesanti di idrogeno ed elio che costituisce circa il 15% della massa del pianeta, tra le 15 e le 18 volte la massa della Terra. L’immagine (NASA/JPL-Caltech per Saturno) mostra uno schema dell’interno del pianeta con i suoi tre strati principali: un nucleo circondato da uno strato di idrogeno molecolare metallico liquido e uno strato esterno di idrogeno molecolare.

Conoscere meglio le caratteristiche di Saturno permetterà di capire meglio come si sono formati sia il pianeta che le sue lune. Gli anelli rimangono però la sua caratteristica più iconica ed è interessante conoscere la loro età. Essi perdono lentamente il loro materiale, attratto da Saturno, perciò siamo fortunati a poter vedere quello spettacolo.

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