Un team di ricercatori ha presentato un nuovo modello che spiegherebbe l’origine degli anelli di Saturno, in base ai risultati delle simulazioni condotte al computer; risultati applicabili anche agli anelli degli altri pianeti giganti e che potrebbero inoltre chiarire le differenze tra gli anelli di Saturno e gli anelli di Urano.
Lo studio è stato pubblicato sulla versione on line della rivista Icarus.
A sinistra: immagini di Saturno scattate dalla sonda Cassini. A destra: immagini degli anelli di Urano riprese dal telescopio spaziale Hubble (credit: NASA / JPL / STScl)
L’autore principale è Hyodo Ryuki, dell’Università di Kobe, in Giappone, coadiuvato da Ohtsuki Keiji, dello stesso Ateneo, e Sébastien Chamoz, dell’Università di Parigi, Diderot VII.
I pianeti giganti del nostro sistema solare hanno anelli di composizione assai diversa.
Gli anelli di Saturno sono costituiti per il 95% di particelle ghiacciate, mentre quelli di Urano e Nettuno appaiono più scuri e raggruppano un elevato numero di particelle rocciose.
Gli anelli di Saturno furono avvistati già prima del 17° secolo, ma le indagini essenziali sono state svolte, oltre che dai telescopi terrestri, dalle missioni Voyager e Cassini.
Tuttavia, l’origine degli anelli è rimasta poco chiara; e del tutto sconosciuti sono tuttora i meccanismi della formazione di anelli tanto differenti.
Si ritiene che 4-3,8 miliardi di anni fa nel nostro sistema solare si sia verificato un evento, noto anche come LHB (Late Heavy Bombardment) o intenso bombardamento tardivo, consistente in un elevato numero di collisioni astronomiche.
La causa probabile è forse imputabile ad una migrazione orbitale dei pianeti giganti del sistema solare che, variando le orbite su cui si trovavano, causarono perturbazioni ai corpi celesti gravitanti nella fascia di Kuiper, nel sistema solare esterno oltre Nettuno, dove si addensavano in migliaia, con dimensioni simili a Plutone (un quinto delle dimensioni della Terra).
Secondo i ricercatori, le perturbazioni avrebbero provocato una variazione delle orbite di questi corpi, deformandole in eccentricità estreme, con conseguenti collisioni, sia reciproche che con gli stessi pianeti giganti del sistema solare.
In una prima fase, i ricercatori hanno calcolato le probabilità che questi corpi potessero essersi avvicinati ai pianeti giganti ad una distanza tale da venir distrutti dalla forza d’attrazione.
E’ stato così osservato che Saturno, Urano e Nettuno avevano sperimentato più volte incontri ravvicinati con questi oggetti celesti di dimensioni non certo minuscole.
Successivamente, il team ha utilizzato simulazioni al computer per studiare le perturbazioni che questi corpi provocavano quando si avvicinavano ai pianeti giganti.
I risultati delle simulazioni variavano a seconda delle condizioni iniziali impostate, quali la rotazione degli oggetti in transito e la loro distanza minima dal pianeta.
Tuttavia, è stato osservato che di frequente i frammenti con massa 0,1-10% della massa degli oggetti in transito sono stati catturati e trattenuti su orbite attorno al pianeta gigante.
La massa di tutti i frammenti catturati è risultata congruente con la massa degli anelli di Saturno e Urano.
In altri termini, questi anelli planetari si sarebbero formati quando degli oggetti celesti sufficientemente grandi transitavano vicino ai pianeti giganti ed esplodevano in frammenti.
I ricercatori, utilizzando i supercomputer del Laboratorio Astronomico Nazionale del Giappone, hanno anche simulato l’evoluzione sul lungo termine dei frammenti catturati.
Da queste simulazioni è stato dedotto che questi frammenti, di dimensioni iniziali pari a diversi chilometri, si siano trovati a scontrarsi ripetutamente ad alta velocità e gradualmente siano stati frantumati in pezzi sempre più piccoli.
E’ lecito ipotizzare che queste ulteriori collisioni tra frammenti li abbiano distribuiti su orbite circolari, con conseguente formazione degli anelli che osserviamo oggi.
Questo modello spiega anche la differenza di composizione tra gli anelli di Saturno e di Urano.
Rispetto a Saturno, sia Urano che Nettuno, hanno una densità più elevata (1,27 grammi per cm cubo di Urano; 1,64 di Nettuno e 0,69 di Saturno. Il che significa che Urano e Nettuno hanno forze di attrazione più elevate.
Qualora gli oggetti della fascia di Kuiper avessero avuto strutture stratificate (come un nucleo roccioso e un mantello ghiacciato) e fossero transitati nei pressi di Urano o Nettuno, oltre al mantello ghiacciato, è probabile che anche il nucleo roccioso sarebbe andato distrutto e catturato.
Tuttavia, l’avvicinamento a Saturno potrebbe aver distaccato solo il mantello ghiacciato,
originando gli anelli di ghiaccio.
E così si spiegherebbe la diversa composizione degli anelli.
La ricerca dimostra quindi che gli anelli dei pianeti giganti sono naturali sottoprodotti del processo di formazione dei pianeti del nostro sistema solare.
In analogia, si può estrapolare che anche i pianeti giganti scoperti attorno ad altre stelle potrebbero avere anelli formatisi con processi simili.
Di recente è stata riferita la scoperta di un sistema ad anello intorno ad un pianeta extrasolare.
Per avere delle conferme e progredire così nella comprensione di questi fenomeni, sarà necessario scoprire ulteriori anelli intorno ad altri esopianeti.
The post Risolto il mistero dell’origine degli anelli di Saturno appeared first on Gaianews.it.
