Scritto: Venerdì, 16 Settembre 2022 08:30 Ultima modifica: Venerdì, 16 Settembre 2022 08:39

Crisalide: la luna perduta di Satuno


Saturno ruota inclinato con un angolo di 26,7 gradi rispetto al piano dell'ecclittica e così appaiono anche i suoi anelli. Gli astronomi sospettano da tempo che questa inclinazione derivi dalle interazioni gravitazionali con il suo vicino Nettuno ma è davvero così?

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In memoria della sonda Cassini: "mosaico di addio" 13 settembre 2017 (https://flic.kr/p/2nM16Rs)
In memoria della sonda Cassini: "mosaico di addio" 13 settembre 2017 (https://flic.kr/p/2nM16Rs)
Credit: NASA/JPL-Caltech - Processing: Elisabetta Bonora & Marco Faccin / aliveuniverse.today

Nuove simulazioni condotte dagli astronomi del MIT e altri gruppi di ricerca hanno scoperto che, mentre i due pianeti potevano essere sincronizzati molto tempo fa, Saturno da allora è sfuggito all'attrazione di Nettuno e la curiosa sincronia che vediamo oggi tra la rotazione di uno e l'obita dell'altro, potrebbe essere il risultato di una luna scomparsa.

Di tutti gli anelli del Sistema Solare, quelli di Saturno sono, senza dubbio, i più spettacolari.
A differenza dei sottili cerchi di polvere e roccia che circondano Giove, Urano, Nettuno e persino un pianeta nano della cintura di Kuiper chiamato Haumea, gli anelli multicolore del pianeta gigante sono gloriosi e spettacolari. Hanno una struttura complessa: ciascuno dei sette blocchi principali si muove a velocità diversa dall'altro, inglobano piccole lune, creano onde e sbuffi. Inoltre secondo alcuni studi, questi anelli sono anche incredibilmente giovani: sarebbero comparsi meno di 100 milioni di anni fa. Ora, in base al nuovo studio apparso su Science, queste curiose caratteristiche potrebbero essere spiegate dall'esistenza di una luna oggi scomparsa, chiamata Crisalide. Quest'ultima, insieme agli altri 83 satelliti conosciuti, ha orbitato attorno al pianeta per diversi miliardi di anni, tirandolo in un modo da mantenere la sua inclinazione, o "obliquità", in risonanza con Nettuno. Ma circa 160 milioni di anni fa, stima il team, Chrysalis è diventata instabile e si è avvicinata troppo a Saturno, finendo per essere distrutta. La perdita della luna è stata sufficiente per rimuovere Saturno dalla presa di Nettuno e lasciarlo con l'inclinazione attuale.

Inoltre, ipotizzano i ricercatori, mentre la maggior parte di Chrysalis avrebbe impattato con Saturno, una frazione dei suoi frammenti sarebbe rimasta sospesa in orbita, rompendosi in piccoli pezzi ghiacciati per formare i caratteristici anelli che vediamo ancora oggi. Il satellite scomparso, quindi, potrebbe spiegare due misteri di vecchia data: l'attuale inclinazione di Saturno e l'età dei suoi anelli.
"Proprio come la crisalide di una farfalla, questo satellite è rimasto a lungo inattivo ed è diventato improvvisamente attivo, e gli anelli sono emersi", afferma Jack Wisdom, professore di scienze planetarie al MIT e autore principale del nuovo studio.

La svolta

All'inizio degli anni 2000, gli scienziati hanno avanzato l'idea che l'asse inclinato di Saturno sia il risultato di una risonanza, o associazione gravitazionale, con Nettuno. Ma le osservazioni effettuate dalla navicella spaziale Cassini della NASA, che ha orbitato attorno al pianeta dal 2004 al 2017, hanno contribuito solo in parte a svelare il mistero. Per esempio, è stato scoperto che Titano, il più grande satellite di Saturno, sta migrando lontano dal pianeta a una velocità maggiore del previsto, circa 11 centimetri all'anno. Per cui, ha iniziato a prendere forma l'idea che doveva esserci una luna oggi scomparsa, responsabile sia della migrazione di Titano che dell'inclinazione e del mantenimento di Saturno in risonanza con Nettuno. Ma questa spiegazione dipende da una grande incognita: il momento di inerzia di Saturno, che è il modo in cui la massa è distribuita all'interno del pianeta.
L'inclinazione di Saturno potrebbe comportarsi diversamente, a seconda che la materia sia più concentrata al centro o verso l'esterno.

L'elemento perduto

Nel loro nuovo studio, Wisdom e i colleghi hanno cercato di definire il momento di inerzia di Saturno utilizzando alcune delle ultime osservazioni fatte dalla Cassini nel suo "Grand Finale", una fase della missione durante la quale la navicella spaziale ha effettuato approcci estremamente ravvicinati per mappare con precisione il campo gravitazionale del pianeta (che, a sua volta, può essere utilizzato per determinare la distribuzione della massa).

Il team ha prima modellato l'interno di Saturno e identificato una distribuzione di massa che corrisponde al campo gravitazionale osservato da Cassini. Sorprendentemente, hanno scoperto che questo momento di inerzia colloca Saturno vicino ma appena fuori dalla risonanza con Nettuno: i pianeti potrebbero essere stati sincronizzati una volta ma ora non lo sono più. "Poi siamo andati alla ricerca di modi per togliere Saturno dalla risonanza di Nettuno", dice Wisdom.

Quindi, la squadra ha prima effettuato delle simulazioni per osservare la dinamica orbitale di Saturno e delle sue lune indietro nel tempo, per vedere se eventuali instabilità naturali tra i satelliti esistenti avrebbero potuto influenzare l'inclinazione del pianeta. Poi, i ricercatori hanno riesaminato le equazioni matematiche che descrivono la precessione, ovvero il modo in cui l'asse di rotazione di un pianeta cambia nel tempo. Da qui, gli scienziati hanno notato che un satellite in più avrebbe potuto  influenzare la precessione del pianeta.

Il passo successivo è stato eseguire altri modelli per determinare le caratteristiche dell'oggetto scomparso.
Le simulazioni hanno mostrato che sarebbe bastata una luna grande quanto Giapeto, la terza più grande di Saturno, per sfuggire dalla risonanza con Nettuno.

Tra 200 e 100 milioni di anni fa, Crisalide entrò in una zona orbitale caotica, sperimentò una serie di incontri ravvicinati con Giapeto e Titano e alla fine si avvicinò troppo a Saturno, in un incontro radente che la fece in mille pezzi e lasciò una piccola frazione di detriti a girare attorno al pianeta. La perdita di Crisalide, hanno scoperto, spiega la precessione di Saturno e la sua inclinazione odierna, nonché la formazione tardiva dei suoi anelli. "È una storia piuttosto buona, ma come qualsiasi altro risultato, dovrà essere esaminata da altri", dice Wisdom.

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno" (segui su LinkedIn le mie attività professionali).
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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