Saturno non ha sempre avuto il suo marchio di fabbrica; i suoi anelli sono molto più giovani di quello che gli scienziati avevano pensato prima, e potrebbero essersi formati nel periodo in cui i dinosauri vagavano ancora sulla terra.

In un nuovo studio Italiano “Measurement and implications of Saturn’s gravity field and ring mass” pubblicato il 17 gennaio 2019 sul journal Science da un team di ricercatori coordinati da Luciano Less, scienziato planetario presso l’Università Sapienza di Roma, spiegano come grazie agli ultimi dati inviati dalla sonda Cassini nel suo “gran finale” hanno scoperto che sia la gravità di Saturno sia la massa totale e l’età dei suoi anelli, si discostano dalle aspettative teoriche.

Scrivono nell’abstract della pubblicazione:

“La struttura interna di Saturno, la profondità dei suoi venti e la massa e l’età dei suoi anelli ne limitano la formazione e l’evoluzione. Nella fase finale della missione Cassini, la navicella spaziale si è tuffata tra il pianeta e l’anello più interno, ad altitudini 2600-3900 km sopra le cime delle nuvole. Durante sei di questi incroci, è stato monitorato un collegamento radio con la Terra per determinare il campo gravitazionale del pianeta e la massa dei suoi anelli. Scopriamo che la gravità di Saturno devia dalle aspettative teoriche e richiede una rotazione differenziale dell’atmosfera che si estende fino a una profondità di almeno 9000 km. La massa totale di anelli è (1,54 ± 0,49) x 10 19 kg (0,41 ± 0,13 volte quella della luna Mimas), indicando che gli anelli possono essersi formati 10 7 -10 8 anni fa.”

Ciò si traduce per gli anelli di Saturno (anelli A e B) in un’età evolutiva che varia tra i 10 e i 100 milioni di anni fa, periodo in cui sulla Terra ancora vagavano i dinosauri.

L’età degli anelli di Saturno

L’età degli anelli di Saturno è stata ed è ancora argomento di dibattito. Alcuni ricercatori ritengono che gli anelli si siano formati insieme al pianeta ( circa 4,5 miliardi di anni fa) dalle macerie ghiacciate lasciate in orbita attorno ad esso dopo la formazione del sistema solare. Altri hanno suggeriscono che gli anelli sono molto giovani, forse originati dopo che la forza gravitazionale di Saturno ha strappato una cometa o una luna ghiacciata.

Pesare gli anelli di Sturno

Un modo per risolvere questo mistero è pesare gli anelli di Saturno. Gli anelli inizialmente erano fatti di ghiaccio brillante “puro”, ma col passare del tempo sono stati contaminati e oscurati dai detriti provenienti dalle zone più esterne del sistema solare. Alcuni anni fa, la missione della Nasa Cassini in orbita intorno a Saturno ha determinato che gli anelli sono impuri solo dell’1 percento.

Ha spiegato Luciano Less che se gli scienziati potessero pesare gli anelli di Saturno, potrebbero stimare la quantità di tempo che impiegherebbero per accumulare abbastanza contaminanti da ottenere l’1 per cento impuro e quindi ricavarne la loro età.

Le nuove stime

Less e i suoi colleghi si sono basati sugli ultimi dati forniti dalla sonda Cassini. Prima che la sonda spaziale precipitasse nell’atmosfera di Saturno nel settembre 2017, si spostò tra il pianeta e i suoi anelli e lasciò che le loro forze gravitazionali la trascinassero. La forza della gravità di un corpo dipende dalla sua massa, e analizzando quanto Cassini sia stato trascinato in un modo o nell’altro durante la fase “gran finale” della sua missione, il team della missione potrebbe misurare la gravità e la massa di entrambi, Saturno e dei suoi anelli.

Durante le sei traversate di Cassini tra Saturno e i suoi anelli ad un’altitudine che variava da circa 2.600 a 3.900 chilometri sopra le nuvole del pianeta, gli scienziati hanno monitorato il collegamento radio tra la nave spaziale e la Terra.

I dati ricavati

Stime precedenti basate sui dati dei flyby di Voyager intorno a Saturno, suggerivano che la massa degli anelli era di circa 28 milioni di miliardi di tonnellate. I nuovi dati forniti da Cassini ora suggeriscono che la massa degli anelli è solo di circa 15,4 milioni di miliardi di tonnellate. (L’asteroide più grande, Cerere, ha una massa di circa 939 milioni di tonnellate).

Ha affermato Less: “Sono stupito dal fatto che siamo stati in grado di misurare la velocità di un lontano veicolo spaziale (1,3 miliardi di chilometri di distanza dalla Terra) con un’accuratezza che è un centesimo o un millesimo della velocità di una lumaca (poche centinaia di millimetri al secondo) “.

Da questi dati i ricercatori suggeriscono che gli anelli si sono formati tra 10 milioni e 100 milioni di anni fa. In confronto, l’era dei dinosauri finì circa 66 milioni di anni fa.

Struttura interna di Saturno

Il gran finale di Cassini rivelò anche dettagli chiave sulla struttura interna di Saturno. Ad esempio, ha scoperto che i flussi di jet visti attorno all’equatore di Saturno – il più forte misurato nel sistema solare, con venti fino a 1.500 km / h – si estendono fino a una profondità di almeno 9.000 km, ruotando una quantità colossale di massa attorno al pianeta di circa il 4 percento più veloce dello strato sottostante.

Ha dichiarato la scienziata del progetto Cassini Linda Spilker del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, in California, che non ha partecipato allo studio: “La scoperta di strati profondamente rotanti è una rivelazione sorprendente sulla struttura interna del pianeta. La domanda è: che cosa fa sì che la parte a rotazione più rapida dell’atmosfera vada così in profondità, e che cosa ci dice sull’interno di Saturno?”

Le nuove scoperte suggeriscono anche che il nucleo roccioso di Saturno è circa da 15 a 18 volte la massa della Terra, simile alle stime precedenti.

La sonda Cassini ha studiato Saturno per 13 anni

Viaggiando attraverso lo spazio per sette interi anni, Cassini, sonda statunitense senza equipaggio, arrivò nell’orbita di Saturno il 30 giugno 2004 o il 1 luglio 2004 (GMT).

La sonda spaziale della NASA ha studiato il pianeta inanellato per 13 anni finendo la sua missione il 15 settembre 2017, che ha visto la sonda immergersi nell’atmosfera del pianeta stesso ( cosi da evitare la contaminazione delle lune di saturno).

Suggeriamo la lettura di: “Oggi la fine dello straordinario viaggio di esplorazione della sonda Cassini

Conclusioni

Cerchiamo però di mettere i punti sulle i rispetto alle notizie che girano da ieri sia in Tv che sulla rete.

Gli scienziati erano già consapevoli che gli anelli di Saturno sono fatti di ghiaccio al 99 percento.

Come teorizzavano anche che:

  • gli anelli erano molto probabilmente più giovani del pianeta
  • molto probabilmente si formarono a causa di collisioni avvenute tra le lune di Saturno o da una cometa.

Il nuovo studio aggiunge un tassello fondamentale e cioè una stima più accurata della massa degli anelli.

Gli anelli hanno una massa bassa che denota che sono molto più giovani di quanto realizzato in precedenza. Se fossero più grandi, avrebbero attirato più detriti dallo spazio e sarebbero diventati più pesanti.

Il nuovo studio sugli anelli di Saturno non ci parla delle origini degli anelli con certezza, ma supporta le precedenti teorie.

Nell’articolo concludono: “Indipendentemente da come si sono formati gli anelli, la massa dell’anello che abbiamo ricavato dai dati gravitativi di Cassini indica un’origine recente per il sistema di anelli di Saturno, che lo consideriamo un modo appropriato per porre fine alla missione Cassini.

 

Journal reference:
Science 17 Jan 2019:
eaat2965
DOI: 10.1126/science.aat2965

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