Gli anelli di Saturno potrebbero essere il risultato di una luna che si è schiantata sul pianeta 160 milioni di anni fa

I famosi anelli di Saturno potrebbero essere il risultato di un’antica luna che si schiantò contro il pianeta circa 160 milioni di anni fa, suggerisce un nuovo studio.

Chiamata Chrysalis, la luna avrebbe orbitato attorno al gigante gassoso per diversi miliardi di anni prima di scontrarsi con esso e rompersi in pezzi.

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno eseguito calcoli che hanno mappato i cambiamenti nell’asse di rotazione di Saturno nel tempo.

I loro risultati suggeriscono che una volta era orbitato attorno a un altro corpo, ma quando si è avvicinato troppo al gigante gassoso è stato fatto a pezzi e ha formato gli anelli.

La perdita di questa luna spiegherebbe anche perché Saturno si inclina di un angolo di 26,7 gradi nella sua rotazione, che è indicato dai suoi anelli sbarazzini.

L’autore principale, il professor Jack Wisdom, ha detto: “Proprio come la crisalide di una farfalla, questo satellite è rimasto a lungo inattivo ed è diventato improvvisamente attivo e sono emersi gli anelli”.

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno eseguito calcoli che hanno mappato i cambiamenti nell’asse di rotazione di Saturno nel tempo. I loro risultati suggeriscono che una volta era orbitato attorno a un altro corpo, ma quando si è avvicinato troppo al gigante gassoso è stato fatto a pezzi e ha formato gli anelli (immagine d’archivio)

Gli astronomi hanno pensato che l'inclinazione di Saturno derivi dal fatto che è in

Gli astronomi hanno pensato che l’inclinazione di Saturno derivi dal fatto che è in “risonanza orbitale” con il suo vicino Nettuno dall’inizio degli anni 2000. Nella foto: Saturno quando quest’anno ha fatto il suo più vicino avvicinamento alla Terra

SATURNO: I FONDAMENTI

Distanza dal sole: 1.434 miliardi di km

periodo orbitale: 29 anni

Superficie: 42,7 miliardi di km²

raggio: 58.232 km

dimensioni: 5.683 × 10^26 kg (95,16 M⊕)

Durata del giorno: 0g 10h 42m

lune: 83 con designazioni formali; innumerevoli lune aggiuntive

Dall’inizio degli anni 2000, gli astronomi hanno creduto che l’inclinazione di Saturno derivi dalla “risonanza orbitale” del pianeta con il suo vicino Nettuno.

Due pianeti hanno risonanza se i loro periodi orbitali sono sincronizzati ed esercitano un’influenza gravitazionale regolare l’uno sull’altro.

La teoria della risonanza è nata perché Saturno “precede” – o oscilla – poiché ruota quasi alla stessa velocità dell’orbita di Nettuno.

Ma le osservazioni effettuate dalla navicella spaziale Cassini della NASA, che ha orbitato attorno a Saturno dal 2004 al 2017, hanno suggerito che la sua luna più grande, Titano, potrebbe essere effettivamente responsabile dell’oscillazione.

Questo perché Titano sta migrando da Saturno più velocemente del previsto, a una velocità di circa 11 centimetri all’anno, e quindi si pensava che l’attrazione gravitazionale della luna potesse causare l’inclinazione del pianeta.

Tuttavia, questa teoria si basa sul momento di inerzia di Saturno – o su come la massa è distribuita all’interno del pianeta – che è ancora sconosciuto.

La sua inclinazione potrebbe comportarsi diversamente, a seconda che la materia sia più concentrata al centro o verso la superficie.

Le osservazioni effettuate dalla navicella spaziale Cassini della NASA, che ha orbitato attorno a Saturno dal 2004 al 2017, hanno suggerito che la sua luna più grande, Titano, abbia causato l'inclinazione del pianeta mentre migrava via

Le osservazioni effettuate dalla navicella spaziale Cassini della NASA, che ha orbitato attorno a Saturno dal 2004 al 2017, hanno suggerito che la sua luna più grande, Titano, abbia causato l’inclinazione del pianeta mentre migrava via

L'ipotetica luna di Saturno Crisalide si è scontrata con Saturno ed è stata fatta a pezzi, consentendo a Saturno e Nettuno di perdere la risonanza quando l'influenza gravitazionale della luna era scomparsa

L’ipotetica luna di Saturno Crisalide si è scontrata con Saturno ed è stata fatta a pezzi, consentendo a Saturno e Nettuno di perdere la risonanza quando l’influenza gravitazionale della luna era scomparsa

La continua migrazione verso l'esterno di Titano e il suo effetto sulla risonanza Saturno-Nettuno significava che l'inclinazione di Saturno è quindi diminuita, ma è rimasta al suo valore attuale di 26,7 gradi

La continua migrazione verso l’esterno di Titano e il suo effetto sulla risonanza Saturno-Nettuno significava che l’inclinazione di Saturno è quindi diminuita, ma è rimasta al suo valore attuale di 26,7 gradi

Nel loro studio, pubblicato oggi su Science, gli scienziati hanno utilizzato alcune delle ultime osservazioni fatte da Cassini per mappare il campo gravitazionale di Saturno.

Hanno quindi utilizzato quei dati per modellare la distribuzione della massa all’interno del pianeta e calcolarne il momento di inerzia.

Furono sorpresi di scoprire che questo momento di inerzia appena identificato collocava Saturno vicino, ma appena fuori dalla risonanza con Nettuno.

Ciò suggerisce che i pianeti potrebbero essere stati sincronizzati ma non lo sono più.

Il professor Wisdom ha detto: “Poi siamo andati a caccia di modi per togliere Saturno dalla risonanza di Nettuno”.

Nella foto: Titano, nelle lunghezze d'onda dell'ultravioletto e dell'infrarosso, ripreso dalla navicella Cassini

Nella foto: Titano, nelle lunghezze d’onda dell’ultravioletto e dell’infrarosso, ripreso dalla navicella Cassini

IN CHE MODO LA CRISALIDE HA INFLUENZATO SATURNO?

Crisalide è l’ipotetica 84a luna di Saturno, che potrebbe aver orbitato attorno al pianeta fino a 160 anni fa.

Avrebbe avuto all’incirca le dimensioni della terza luna più grande di Saturno, Giapeto.

La sua attrazione gravitazionale manteneva Saturno e Nettuno in risonanza, dove i loro periodi orbitali erano sincronizzati.

Tuttavia, tra 200 e 100 milioni di anni fa, entrò in una zona orbitale caotica e poi si scontrò con Saturno e fu fatto a pezzi.

La perdita di Crisalide e della sua gravità ha provocato un’inclinazione di 26,7 gradi di Saturno e si è spostato leggermente fuori dalla risonanza con Nettuno.

I detriti lasciati dalla collisione formavano i suoi anelli ghiacciati.

I ricercatori hanno riesaminato le equazioni matematiche che descrivono come l’asse di rotazione di Saturno cambia nel tempo.

Hanno ipotizzato che l’inclinazione dell’asse di Saturno potrebbe essere influenzata dalla perdita di una luna, poiché ciò l’avrebbe espulso dalla sua risonanza con Nettuno.

Per provocare questi fenomeni, l’ipotetica 84a luna – Crisalide – avrebbe dovuto avere le dimensioni della terza luna più grande del pianeta, Giapeto.

Il team ha concluso che, quando era in orbita, Chrysalis ha tirato e tirato Saturno in un modo che ha mantenuto la sua inclinazione in risonanza con Nettuno.

Tuttavia, la luna è probabilmente entrata in una zona orbitale caotica tra 200 e 100 milioni di anni fa.

Ciò significava che il satellite ha sperimentato una serie di incontri ravvicinati con Giapeto e Titano e alla fine si è avvicinato troppo a Saturno circa 160 milioni di anni fa.

La collisione fece a pezzi Crisalide, permettendo a Saturno e Nettuno di perdere la risonanza poiché l’influenza gravitazionale della luna era scomparsa.

La continua migrazione verso l’esterno di Titano e il suo effetto sulla risonanza Saturno-Nettuno significava che l’inclinazione di Saturno è quindi diminuita, ma è rimasta al suo valore attuale di 26,7 gradi.

Una piccola frazione della massa di Chrysalis è rimasta sospesa in orbita, rompendosi in pezzi ghiacciati e formando anelli di detriti.

Il professor Wisdom ha aggiunto: “È una storia piuttosto buona, ma come qualsiasi altro risultato, dovrà essere esaminata da altri.

“Ma sembra che questo satellite perduto fosse solo una crisalide, in attesa di avere la sua instabilità.”

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