lunedì, Gennaio 21, 2019
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Saturno, gli anelli stanno sparendo più velocemente del previsto

Gli anelli di Saturno si stanno disgregando a una velocità maggiore di quella prevista: tra "appena" 100 milioni di anni non esisteranno più

Crediti immagine: NASA/JPL

SPAZIO – Chiudete gli occhi e immaginate il pianeta Saturno. Un cerchio circondato da anelli, questa la prima immagine che appare. Eppure, tra 100 milioni di anni il pianeta degli anelli potrebbe ritrovarsi senza. Gli scienziati della NASA in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Icarus spiegano che fin dagli anni Ottanta, con i dati raccolti dalle sonde Voyager 1 e 2, sono stati osservati meccanismi di svuotamento degli anelli, con le particelle di polvere e ghiaccio che precipitano sul pianeta.

Ricalcolando però le velocità di precipitazione con i dati della sonda Cassini hanno scoperto che sta avvenendo molto più velocemente del previsto. Per un pianeta che ha oltre 4 miliardi di anni, gli anelli ne hanno appena 100 milioni e tra altri 100 milioni non esisteranno più. Un fenomeno decisamente effimero che, sottolineano gli scienziati, abbiamo avuto la fortuna di osservare nascendo in questa epoca.

Lo studio

A guidare il nuovo studio che valuta l’impatto della pioggia anulare sulla sopravvivenza degli anelli stessi è stato James O’Donoghue, ricercatore del Goddard Space Flight Center della NASA di Greenbelt, nel Maryland. Gli anelli sono tenuti in equilibrio intorno a Saturno dalla gravità del pianeta e dal suo campo magnetico, ma anche dalla loro velocità di fuga verso lo spazio esterno.

O’Donoghue ha spiegato: “Abbiamo stimato che la “pioggia anulare” sta prosciugando un ammontare di acqua che potrebbe riempire una piscina olimpionica in appena mezz’ora. Solo da questo meccanismo, l’intero sistema di anelli scomparirebbe in 300 milioni di anni. Ma tenendo in considerazione anche le misure della sonda Cassini sul materiale degli anelli che cade sull’equatore di Saturno, gli anelli hanno da vivere meno di 100 milioni di anni. Si tratta di un tempo relativamente breve, se consideriamo che il pianeta ha oltre 4 miliardi di anni”.

Ma come si sono formati gli anelli?

Saturno è nato con essi oppure li ha acquisiti nel tempo? Sono diverse le teorie che propongono una spiegazione per la loro origine. Assumendo il fatto che gli anelli siano recenti, il pianeta potrebbe averli acquisiti in tarda età dalla collisione di piccole lune ghiacciate che gli orbitavano intorno, forse per le perturbazioni delle orbite indotte da un impulso gravitazionale generato dal passaggio di una cometa o un asteroide sufficientemente grandi.

I risultati dello studio sembrano confermare che gli anelli siano un fenomeno recente e transitorio. Secondo le stime degli scienziati, non hanno più di 100 milioni di anni e ad esempio l’anello C, per diventare come è oggi, ha impiegato molto tempo, assumendo che in passato fosse denso come l’anello B. O’Donoghue ha spiegato: “Siamo fortunati a essere qui e aver osservato il sistema di anelli di Saturno, che sembra essere appena alla metà del suo ciclo vitale. Comunque, se gli anelli sono temporanei, forse abbiamo perso l’occasione di vedere un gigantesco sistema di anelli intorno a Giove, Urano o Nettuno, che oggi mostrano solo anelli sottilissimi”.

La pioggia anulare

I primi indizi dell’esistenza di una pioggia anulare che precipita sul pianeta si devono alle osservazioni della sonda Voyager su fenomeni che all’apparenza non sembravano correlati tra loro. Gli scienziati, infatti, osservarono delle peculiari variazioni nella carica elettronica della ionosfera di Saturno, cioè nella parte più alta della sua atmosfera, delle variazioni di densità degli anelli e infine un trio di sette bande scure dallo spettro del pianeta alle medie latitudini settentrionali. Solo nel 1981, con i dati di Voyager 2, si individuarono le bande scure nella nebbiosa stratosfera di Saturno.

Le prime indicazioni dell’implicazione del campo magnetico saturniano nel processo di pioggia anulare furono formulate nel 1986 dallo scienziato della NASA Jack Connerney. Analizzando i dati della missione Voyager, pubblicati in uno studio sulla rivista Geophysical Research Letters, lo scienziato ipotizzò che le bande scure osservate fossero generate dalle particelle elettricamente cariche di ghiaccio degli anelli che fluivano verso il pianeta seguendo proprio le linee invisibili del campo magnetico. L’afflusso di acqua dagli anelli, che appare a specifiche latitudini, avrebbe così “lavato” via la nebbia stratosferica, facendola apparire scura alla luce riflessa e producendo le strette bande nere.

D’altronde gli anelli sono costituiti per lo più da pezzi di acqua ghiacciata dalle dimensioni variabili che vanno da microscopici granelli di polvere a massi di ghiaccio che si estendono anche per diversi metri. Anche la luce solare ultravioletta è in grado di caricare elettricamente le particelle, spingendole così a interagire col campo magnetico di Saturno facendole precipitare nell’atmosfera del pianeta.

Una volta arrivate nella ionosfera, le particelle di ghiaccio si vaporizzano e diventano acqua che reagisce chimicamente con gli altri elementi presenti, producendo un aumento di particelle chiamate ioni H3+(pedice), costituite cioè da tre protoni e due elettroni. La luce infrarossa del Sole fa brillare gli ioni e questa luminosità è stata poi confermata recentemente dal team di ricercatori di O’Donoghue dalle osservazioni effettuate con il Keck Telescope di Maune Kea, alle Hawai.

Le osservazioni hanno permesso così di rilevare la presenza di bande brillanti negli emisferi settentrionale e meridionale di Saturno, proprio dove le linee del campo magnetico intersecano gli anelli per poi rientrare sul pianeta. Analizzando la luce, i ricercatori hanno determinato la quantità di pioggia che precipita dagli anelli e gli effetti che ha sulla ionosfera, scoprendo che i valori odierni sono comparabili con quelli stimati da Connerney e colleghi circa 30 anni fa.

Il prossimo passo per il team di ricercatori è quello di osservare come la pioggia anulare varia in funzione delle stagioni su Saturno, che impiega 29,4 anni terrestri per completare la sua orbita. Dato che la luce ultravioletta del Sole carica le particelle degli anelli e le induce a rispondere al campo magnetico del pianeta, la variazione di esposizione alla luce potrebbe variare anche la quantità di acqua che precipita sul pianeta, con effetti sulla dispersione degli anelli. Insomma, siamo destinati a rinunciare agli iconici anelli di Saturno, ma per i prossimi 100 milioni di anni potremmo tranquillamente continuare a vederli.

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Leggi anche: Gran finale per Cassini: l’addio col tuffo nell’atmosfera di Saturno

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Veronica Nicosia
Aspirante astronauta, astrofisica per vocazione, giornalista di professione. Laureata in Fisica e Astrofisica all'Università La Sapienza, vincitrice del Premio giornalistico Riccardo Tomassetti nel 2012 con una inchiesta sull'Hiv. Lavoro come giornalista per Blitzquotidiano e collaboro con Oggiscienza. Mi occupo di scienza, salute, tecnologia e ambiente.

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