Ma quanto son sottili?

Osservate l’enorme ombra gettata da Saturno addosso ai suoi propri anelli, acquisita dalla sonda Cassini pochissimi giorni fa (il 18 settembre, per la precisione)…

L’ombra del gigante gassoso sui suoi stessi anelli…. (Crediti: NASA)

 

Cassini ha catturato questa splendida immagine da “sotto” il piano degli anelli di Saturno, ad una distanza dal pianeta poco superiore ai 2,2 milioni di chilometri. Mostra non soltanto la gigantesca ombra del gigante gassoso, ma anche e soprattutto la natura finissima degli anelli. Per quanto complessi, estesa e fortemente riflettenti (la luce vista su Saturno nella parte superiore dell’immagine è in realtà luce riflessa dagli anelli stessi!) essi sono comunque molto sottili – in media presentano uno spessore inferiore ad un chilometro, che in alcune parti si riduce addirittura a soli 10 metri.

Osservando nella giusta luce, alcuni degli anelli più interni possono addirittura scomparire completamente, in special modo quando vengono illuminati dal pianeta stesso.

E se possiamo ammirare  immagini come quella mostrata in questo articolo, è solo a motivo della nuova orbita di Cassini, che porta la sonda a grandi distanze dal piano degli anelli (sia sopra che sotto), il che fornisce una nuova prospettiva per studiare Saturno con le sue lune. Per l’aprile prossimo, la sonda si troverà ad orbitare intorno a Saturno con una inclinazione di circa 62 gradi: come un’orbita intorno alla Terra che andasse dall’Alaska fino alla parte più settentrionale dell’Antartide, in pratica.

Tradotto & adattato da UniverseToday

E se Plutone avesse gli anelli…?

Lo sappiamo: l’astronomia moderna non è stata troppo gentile con Plutone, che si è visto scippar via il titolo di pianeta che aveva avuto per tanto tempo all’interno del Sistema Solare (e nell’immaginario di tanti di noi). Questo però non deve trarre in inganno; per quanto sia un “pianeta nano”, Plutone continua a celare diversi enigmi, ben celati nelle fredde profondità siderali là dove alberga indisturbato (almeno fino a quando la sonda New Horizons, nel 2015, non arriverà a dargli finalmente un’occhiata da vicino…)

Nonostante le ridotte dimensioni, Plutone ha almeno tre quattro satelliti (Caronte, Idra e Notte e il nuovissimo P4). Visto che ha un sistema di satelliti, viene (quasi) spontaneo chiedersi se magari possa avere anche una struttura di anelli, e  chissà, altri satelliti intorno non ancora scoperti.

Sicuramente New Horizons avrà molto da dire su questi temi, quando arriverà a destinazione. Nell’attesa, alcuni scienziati planetari sono giunti alla conclusione che Plutone potrebbe avere un sistema di anelli, anche parziale o temporaneo, abbastanza lontano dal (quasi)pianeta medesimo. Questi anelli si sarebbero formati dalla collisione di oggetti della fascia di Kuiper (famosa ed alquanto affollata fascia di asteroidi) con Notte e Idra.

Bene, oggi è apparso un articolo su astro-ph, che mostra come – fatti i debiti conti – Plutone sì, può avere una struttura ad anelli stabile (per giunta) e anche – udite – alcuni satelliti rocciosi, non ancora scoperti.

La deduzione si basa su dei conti (che in questa sede ci possiamo risparmiare) riguardanti le specifiche modalità di formazione del sistema Plutone-Caronte. I due potrebbero essere venuti fuori da una mega collisione cosmica tra un grosso oggetto della fascia di Kuiper (diciamo, 1000 km di diametro), e il “Plutone” primordiale” (che avrebbe dunque originato Caronte da frammentazione post-urto). Se le cose fossero andate così, è comprensibile ipotizzare che lo spazio intorno a Plutone sia rimasto affollato di detriti di corpi più piccoli di Caronte, e magari anche di una fascia, un vero e proprio anello.

Dal calcolo si desume che un sistema stabile di anelli potrebbe in effetti esistere intorno a Plutone, fatto di oggetti piuttosto piccoli (20-90 km di diametro) insieme con particelle e polvere, a circa 2500 km dal centro dell’ex-pianeta. Naturalmente non siamo ancora in grado di verificare osservativamente tale predizione; quel che è certo è che la tendenza più moderna delle scienze planetarie ci indica che il Sistema Solare ha messo in campo delle modalità di formazione di pianeti ben più vasta ed articolata di quanto si pensava solo pochi anni fa. Quante altre sorprese ci darà Plutone?

PS Se avete voglia di vedere come potrebbe essere il paesaggio su Plutone, guardate qui

Curiosità: perché alcuni pianeti hanno gli anelli?

I sistemi di anelli intorno ai pianeti sono piuttosto complicati – come nota Jim Lattis, direttore dell’University of Wisconsin Space Place – e sono anche molto più diffusi di quanto si pensava una volta.

Per  un bel pò di tempo, Saturno è stato considerato il solo pianeta nel sistema solare con un vero sistema ad anelli. Tuttavia, negli anni recenti, diversi sistemi ad anelli sono stati scoperti intoro ad altri pianeti, come Giove, Urano ed anche Nettuno.

Una immagine di Saturno fornita da Cassini (Crediti: JPL)

“Vi sono diverse teorie riguardo gli anelli planetari, come i fantastici anelli intorno a Saturno, ma non possiamo dire con sicurezza in che modo si siano formati”, spiega Jim Lattis.

Una teoria è che gli anelli si siano formati insieme al pianeta e alle sue lune più grandi. Nel caso, se il materiale si trova vicino al pianeta, la forza gravitazionale è troppo intensa per farlo condensare in un’altra luna, cosicché le particelle che in altre situazioni avrebbero composto una nuova luna si trovano ad essere distribuite intorno al pianeta come un anello.

Un’altra idea è che proprio una luna, o una cometa, trovandosi molto vicino al pianeta, a causa della forza gravitazionale, vengano letteralmente “spezzettate” in piccoli frammenti, i quali sono poi messi in orbita a formare il sistema di anelli.

Per quanto gli astronomi non possano ancora essere certi di cosa esattamente forma i sistemi ad anelli intorno a taluni pianeti, il quadro potrebbe rapidamente cambiare: Jim Lattis sostiene infatti che la sonda Cassini in orbita intorno a Saturno sta cominciando a fornire nuove intriganti ipotesi rigurdo le forze che governano la fisica dei sistemi planetari.

UW Press Release

Acqua ghiacciata negli anelli di Saturno

Campeggiano in tutta la loro bellezza sulla copertina del numero di Science di questa settimana. Sono gli anelli di Saturno, ripresi e studiati in grande dettaglio dagli strumenti della missione Cassini, che da 6 anni inviano a Terra i loro dati. Grazie ad essi, il Cassini Rings Working Group, guidato da Jeff Cuzzi (NASA-AMES), ha tracciato un quadro esaustivo della struttura, composizione, evoluzione e dinamica degli anelli di Saturno.

Risultato: le particelle degli anelli principali denominati con le lettere “A” e “B” sono costituite per il 90-95% di ghiaccio d’acqua, mentre quelle dell’anello “C” risultano essere contaminate, probabilmente da carbonio e silicati di origine meteoritica.

Importante in questo senso si è rivelato il contributo italiano proveniente dall’analisi delle osservazioni dello spettrometro VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) a bordo della sonda  Cassini, di cui l’ASI ha fornito il canale VIS mentre l’Istituto Nazionale di Astrofisica partecipa all’utilizzo scientifico dei dati prodotti.

Uno dei principali misteri degli anelli di Saturno è la loro caratteristica spettrale: le analisi effettuate nella banda di radiazione infrarossa danno forti indicazioni che siano composti di ghiaccio d’acqua puro. Un risultato inatteso, che non rivela tracce della presenza di altri componenti in essi, come ad esempio anidride carbonica, ammoniaca o metano, che pure sono stati osservati in piccole percentuali sulle lune ghiacciate di Saturno. A infittire il mistero ci sono poi le analisi condotte nella luce visibile. Gli anelli in questa banda di radiazione appaiono decisamente “arrossati”, e quindi sensibilmente diversi dal caratteristico colore blu-bianco tipico del ghiaccio d’acqua.

Dall’analisi condotta da Gianrico Filacchione (INAF-IASF Roma e coautore della pubblicazione) sui dati di VIMS, risulta che il grado di “arrossamento” degli spettri nel visibile degli anelli di Saturno sia strettamente legato con l’intensità delle bande del ghiaccio d’acqua osservate nell’infrarosso. Poiché entrambi questi parametri aumentano con lo stesso andamento nelle regioni degli anelli più dense (anelli A e B) si può dedurre che la natura del materiale che assorbe la radiazione ultravioletta, e dunque il “responsabile” dell’arrossamento osservato, sia strettamente legata al ghiaccio d’acqua delle particelle. Un simile effetto si può ottenere mediante limitate quantità di atomi di carbonio (catene PAH) o nanofasi di ossido di ferro (Fe3+).

“Questi importanti risultati indicano che anche gli anelli di Saturno possono contenere particelle di elementi contaminanti, spiegando così in modo naturale un effetto altrimenti misterioso”, commenta Angioletta Coradini, direttrice dell’INAF-IFSI di Roma e membro del team scientifico di VIMS. “Risultati come quelli descritti nell’articolo di Science sono stati possibili grazie alle notevoli performances dello strumento VIMS ed alla dedizione di giovani brillanti come Gianrico Filacchione, recentemente assunto come ricercatore dall’INAF”.

Con un diametro di circa 280.000 km ed uno spessore di circa 100 metri, il sistema degli anelli principali di Saturno è sicuramente l’oggetto piatto e sottile più esteso (oltre 44 miliardi di km quadrati) all’interno del Sistema solare. Fin dalla loro scoperta, avvenuta 400 anni fa, nel 1610 da parte di Galileo Galilei con il suo cannocchiale, gli anelli di Saturno hanno rivestito un ruolo fondamentale nello studio delle proprietà dinamiche, evolutive e della composizione chimica del Sistema solare esterno.

Gli anelli di Saturno ripresi dalla Sonda Cassini in copertina sul numero del 19 marzo 2010 di Science
(Crediti: NASA/JPL/Space Science Institute)


“VIMS, così come gli altri strumenti realizzati dall’ASI in collaborazione con la NASA/JPL per la missione Cassini, continua a lavorare perfettamente. Questo dimostra sia la qualità costruttiva degli strumenti che il livello di innovazione dei loro progetti. Infatti ad oltre 15 anni dalla loro realizzazione sono sempre in grado di fornire dati di eccezionale valore scientifico contribuendo ad incrementare ancora il numero di scoperte e la conoscenza del Sistema di Saturno”, dice Enrico Flamini, responsabile per ASI della Missione Cassini.

La sonda Cassini, frutto di una cooperazione internazionale NASA-ASI-ESA, continuerà a compiere osservazioni dettagliate degli anelli di Saturno fino alla conclusione della missione, prolungata recentemente di due anni, prevista nel 2017.

Articolo originale publicato su INAF Media