Quanto sono vecchi gli anelli di Saturno?

 

 

Un nuovo studio stabilisce un’età definitiva sugli anelli di Saturno: sono molto giovani. E potrebbero svanire completamente in 100 milioni di anni.

Un nuovo studio condotto dal fisico Sascha Kempf presso l’Università del Colorado Boulder ha fornito la prova più forte che gli anelli di Saturno sono notevolmente giovani, rispondendo potenzialmente a una domanda che ha impantanato gli scienziati per oltre un secolo.

La ricerca, pubblicata il 12 maggio sulla rivista Science Advances, fissa l’età degli anelli di Saturno a non più di 400 milioni di anni. Ciò rende gli anelli molto più giovani di Saturno, che ha circa 4,5 miliardi di anni.

“In un certo senso, abbiamo ottenuto la risposta definitiva su una domanda iniziata con James Clerk Maxwell”, ha detto Kempf, professore associato nel Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale (LASP) presso la CU Boulder.

I ricercatori sono arrivati a quella  risposta studiando quello che potrebbe sembrare un argomento insolito: la polvere.

Kempf ha spiegato che minuscoli granelli di materiale roccioso attraversano il sistema solare su base quasi costante.

In alcuni casi, questo flusso può lasciare dietro di sé un sottile strato di polvere sui corpi planetari, incluso il ghiaccio che compone gli anelli di Saturno.

Nel nuovo studio, lui e i suoi colleghi hanno deciso di mettere una data sugli anelli di Saturno studiando quanto rapidamente questo strato di polvere si accumula, un po’ come dire quanti anni ha una casa facendo scorrere il dito lungo le sue superfici.

È stato un processo arduo: dal 2004 al 2017, il team ha utilizzato uno strumento chiamato Cosmic Dust Analyzer a bordo della defunta sonda Cassini della NASA per analizzare i granelli di polvere che volano intorno a Saturno.

In quei 13 anni, i ricercatori hanno raccolto solo 163 grani che provenivano da oltre le immediate vicinanze del pianeta. Ma era abbastanza. Sulla base dei loro calcoli, gli anelli di Saturno hanno probabilmente raccolto polvere solo per poche centinaia di milioni di anni.

Gli anelli del pianeta, in altre parole, sono nuovi fenomeni, che sorgono (e potenzialmente addirittura scompaiono) in quello che equivale a un battito di ciglia in termini cosmici.

“Sappiamo approssimativamente quanti anni hanno gli anelli, ma non risolve nessuno dei nostri altri problemi”, ha detto Kempf. “Non sappiamo ancora come si siano formati questi anelli”.

I ricercatori sono stati affascinati da questi anelli apparentemente traslucidi per più di 400 anni. Nel 1610,  Galileo Galilei osservò per la prima volta le caratteristiche attraverso un telescopio, anche se non sapeva cosa fossero: i disegni originali di Galileo fanno sembrare gli anelli un po’come i manici di una brocca d’acqua.

Nel 1800, Maxwell, uno scienziato scozzese, concluse che gli anelli di Saturno non potevano essere solidi ma erano, invece, costituiti da molti singoli pezzi.

Oggi, gli scienziati sanno che Saturno ospita sette anelli composti da innumerevoli pezzi di ghiaccio, la maggior parte non più grandi di un masso sulla Terra.

Complessivamente, questo ghiaccio pesa circa la metà della luna di Saturno Mimas, e si estende per quasi 150.000 Km dalla superficie del pianeta.

Kempf ha aggiunto che per la maggior parte del 20 ° secolo, gli scienziati hanno ipotizzato che gli anelli si siano probabilmente formati contemporaneamente a Saturno.

Le osservazioni suggeriscono che sono costituiti da circa il 98% di ghiaccio d’acqua puro in volume, con solo una piccola quantità di materia rocciosa.

Cassini ha offerto l’opportunità di mettere un’età definitiva sugli anelli di Saturno. La sonda è arrivata per la prima volta su Saturno nel 2004 e ha raccolto dati fino a quando non si è intenzionalmente schiantata nell’atmosfera del pianeta nel 2017.

Il Cosmic Dust Analyzer, che aveva la forma di un secchio, raccoglieva piccole particelle mentre sfrecciavano.

Gli ingegneri e gli scienziati del LASP hanno progettato e costruito un analizzatore di polvere molto più sofisticato per la prossima missione Europa Clipper della NASA, il cui lancio è previsto per il 2024.

Il team ha stimato che questa sporcizia interplanetaria contribuirebbe molto meno di un grammo di polvere a ogni metro quadrato degli anelli di Saturno ogni anno, una leggera spruzzata, ma sufficiente per sommarsi nel tempo.

Studi precedenti avevano anche suggerito che gli anelli potevano essere giovani ma non includevano misure definitive di accumulo di polvere.

Gli anelli potrebbero svanire. In uno studio precedente, gli scienziati della NASA hanno riferito che il ghiaccio sta lentamente piovendo sul pianeta e potrebbe scomparire completamente in altri 100 milioni di anni.

Che queste caratteristiche effimere esistessero in un momento in cui Galileo e la sonda Cassini potevano osservarle sembra quasi troppo bello per essere vero, ha detto Kempf, e richiede una spiegazione di come si siano formati gli anelli in primo luogo.

Alcuni scienziati, ad esempio, hanno ipotizzato che gli anelli di Saturno potrebbero essersi formati quando la gravità del pianeta ha fatto a pezzi una delle sue lune.