L’ultima scoperta di Cassini: gli anelli di Saturno hanno meno di 100 milioni di anni


LA VERA età degli anelli di Saturno, una scoperta possibile grazie agli ultimi passaggi della sonda Cassini, ci raccontano di una coincidenza cosmica, una specie di accidente temporale. Quella che è diventata una icona di bellezza dello spazio da esplorare, dell’armonia geometrica del tutto che ruota e la natura modella in cerchi perfetti, lo vediamo quasi per caso. I calcoli dicono infatti che si sono formati tra 100 e 10 milioni di anni fa, mentre l’uomo ancora non era emerso dai meccanismi dell’evoluzione, e i dinosauri erano sulla soglia dell’estinzione, se non già estinti. Insomma ci siamo incontrati dentro un fotogramma minuscolo della storia dell’Universo.


L'ultima scoperta di Cassini: gli anelli di Saturno hanno meno di 100 milioni di anni

Rappresentazione della sonda Cassini mentre attraversa il piano degli anelli di Saturno. Credits NASA/JPL-Calteche Luciano Iess

L’anagrafica aggiornata del “Signore degli anelli” si deve a una nuova ricerca, coordinata dal professor Luciano Iess del dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale della Sapienza, sui nuovi dati della missione di Nasa, Esa e Asi, che si è conclusa nel settembre 2017 con il tuffo nell’atmosfera del pianeta: “Sì, possiamo dirci fortunati a vivere in un’epoca in cui possiamo ammirare questo spettacolo – conferma Iess, prima firma del paper pubblicato su Science  – e l’ultimo elemento di questo puzzle è arrivato proprio durante il “Gran finale” con la misura della massa degli anelli. Poco prima di disintegrarsi, Cassini ha compiuto sei orbite tra gli anelli e il pianeta ed è riuscito a misurare l’attrazione gravitazionale di Saturno e quella dei suoi anelli”.


L'ultima scoperta di Cassini: gli anelli di Saturno hanno meno di 100 milioni di anni

Durante il Grand Finale, la sonda Cassini è passata nello spazio compreso tra il bordo interno dell’anello D e le nubi di Saturno. In quei passaggi è riuscita a misurare la forza gravitazionale del pianeta e quella degli anelli, per determinarne la massa. La piccola accelerazione dovuta agli anelli e quella più intensa causata da Saturno stagiscono sulla sonda in direzioni opposte. Credits: NASA/JPL-Calteche Luciano Iess

Ghiaccio sporco
La massa totale degli anelli è 40 milioni di volte più piccola di quella di Saturno. Sono formati da ghiaccio quasi puro, solo l’1 per cento è formato da contaminanti (microscopici granelli di silicati) piovuti qui dalla zona circostante: “Da misure precedenti conoscevamo a quanto ammontava il flusso delle particelle di contaminanti e la loro percentuale sulla massa degli anelli – continua Iess – la chiave di volta è stata conoscere la massa totale degli anelli, è la misura che Cassini ha ottenuto durante gli ultimi passaggi. Conoscendo il flusso con il quale si depositano i silicati, siamo risaliti a quanto tempo ci è voluto perché si depositassero. Facciamo un esempio: supponiamo di dipingere un pannello di legno con vernice spray, spruzzando la vernice con un flusso costante. Se conosciamo la quantità di vernice che abbiamo spruzzato possiamo risalire al tempo che ci è voluto per spruzzarla”.
Il range di età stimata dal team di Iess è molto ampio, da 100 a 10 milioni di anni. Se l’homo sapiens fosse nato qualche centinaia di milioni di anni prima, probabilmente non li avrebbe visti. E secondo ultimi studi, tra diverse decine di milioni di anni, i nostri “discendenti” potrebbero non vederli più. Si sarebbero formati probabilmente da un evento piuttosto violento, forse dall’impatto di una delle lune di Saturno con una cometa. I detriti si sarebbero dunque sparpagliati e assestati in circuiti concentrici attorno a Saturno.


L'ultima scoperta di Cassini: gli anelli di Saturno hanno meno di 100 milioni di anni

Durante il Grand Finale, la sonda Cassini è passata nello spazio compreso tra il bordo interno dell’anello D e le nubi di Saturno. In quei passaggi è riuscita a misurare la forza gravitazionale del pianeta e quella degli anelli, per determinarne la massa. La piccola accelerazione dovuta agli anelli e quella più intensa causata da Saturno stagiscono sulla sonda in direzioni opposte. Credits: NASA/JPL-Calteche Luciano Iess

Quanto vale un giorno su Saturno
Durante il “Gran finale”, Cassini si è tuffato nello stretto spazio (appena 2.500 chilometri) tra Saturno e i suoi anelli. Mentre sfrecciava a circa 120.000 chilometri all’ora, è riuscito a misurare quanta attrazione gravitazionale esercitavano il pianeta che “tirava” da una parte e gli anelli dall’altra. Questo ha permesso di calcolarne la massa. Con un sistema che utilizza il collegamento radio con la Terra: l’effetto doppler sulle onde causato dai minuscoli spostamenti dovuti alla gravità.
Con questo metodo, che è lo stesso usato dallo stesso Iess per scrutare cosa si muove all’interno di Giove grazie alla sonda della Nasa Juno, si è riusciti anche a ‘guardarè dentro al pianeta e scoprire come ruota: “Rispetto a Giove, qui succede una cosa completamente diversa – sottolinea il professore – cioè che i flussi che vediamo in superficie su Saturno, la struttura a bande, proseguono molto in profondità. Fino a circa 9-10.000 chilometri. Questa differenza si deve probabilmente alla differenza del campo magnetico dei due pianeti, che su Giove è molto più intenso”. Su quanto duri un giorno su Saturno, c’è però ancora incertezza: “La stima varia a seconda di quale riferimento si sceglie – riprende Iess – da 10 ore e 32 a 10 ore e 47 minuti. Perché non essendo un pianeta solido non possiamo avere un riferimento preciso”.


L'ultima scoperta di Cassini: gli anelli di Saturno hanno meno di 100 milioni di anni

L’interno di Saturno è costituito da tre strati: un nucleo interno composto principalmente da materiali pesanti, uno strato di idrogeno metallico liquido, circondato da uno strato di più leggero idrogeno molecolare. Credits: NASA/JPL-Caltech e Luciano Iess

Il cuore e il “lato oscuro”
Infine, Cassini ci ‘regalà anche qualche indizio in più su quello che si nasconde al centro di Saturno. Un cuore fatto di “elementi pesanti” (ossia differenti da idrogeno ed elio, che compongono la maggior parte della sua massa) secondo Iess: “Anche questo è un risultato interessante. Il suo nucleo ha una massa circa 15-18 volte quella della Terra, si tratta di un nucleo diffuso, diciamo che non abbiamo un vero e proprio ‘muro’, qualcosa, per intenderci, sul quale potremmo atterrare. Non siamo in grado di determinare le dimensioni, ma potrebbe arrivare a misurare fino al 45 per cento del raggio del pianeta”.
A oltre un anno dalla fine della missione, Cassini, con la sua eredità sterminata di dati e misurazioni, continua a svelare sempre nuovi dettagli sul “più bello dei pianeti”. E a stimolare nuovi interrogativi. Tra i quali una forza sconosciuta, rilevata dalla sonda: “Noi lo chiamiamo il ‘dark side’, il lato oscuro di Saturno – conclude Luciano Iess – delle accelerazioni del campo gravitaionale che non riusciamo a spiegarci. Per fare nuova luce su questo servirà probabilmente un’altra missione, ma per digerire tutti i dati già raccolti da Cassini ci vorrà una generazione intera di scienziati. Per questo ringrazio l’Agenzia Spaziale Italiana e, in particolare, il suo ultimo presidente, Roberto Battiston, per l’eccellente lavoro di supporto a questa missione, e più in generale, la comunità scientifica e l’industria spaziale italiana”.

 


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Mario Calabresi
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