Svelare il mistero di Saturno: quanti anni hanno i suoi anelli e perché possono scomparire

Un nuovo studio condotto dall’Università del Colorado Boulder negli Stati Uniti fornisce la prova più forte di ciò Gli anelli di Saturno in modo significativo Giovanepotenzialmente rispondendo a una domanda che ha sconcertato gli studiosi per più di un secolo.

Tutti i pianeti di cui è costituito Sistema solare Hanno caratteristiche uniche che li distinguono. Saturnoad esempio, si distingue per essere il secondo più grande dopo Giove– e per l’iconografia anelli che lo circondano.

Pubblicazione della ricerca sulla rivista La scienza avanza L’età degli anelli di Saturno è determinata da non più di 400 milioni di anni. Ciò significa che sono molto più giovani del pianeta, formatosi circa 4,5 miliardi di anni fa.

Un’attenta analisi della polvere spaziale è stata la chiave della scoperta. “In un certo senso, abbiamo chiuso una questione iniziata con James Clerk Maxwell (lo scienziato scozzese che ha iniziato gli studi sul pianeta nel 19° secolo)”, ha detto il fisico Sascha Kempf, professore associato presso il Laboratorio di fisica dell’atmosfera e dello spazio. . LASP).) presso CU Boulder e Direttore della Ricerca.

Gli anelli di Saturno sono costituiti da grandi pezzi di ghiaccio che cadono sul pianeta come pioggia gelata a causa della sua densità gravità. Secondo la NASA, c’è una via di mezzo 500 e 1000 episodi con larghezza 400.000 km, o la distanza equivalente tra la Terra e la Luna.

Gli anelli di Saturno sono fatti di particelle, in alcuni casi delle dimensioni di un autobus, che sono sfere di ghiaccio o massi ricoperti di ghiaccio. Questi anelli sono mantenuti in questa posizione perché orbitano attorno a Saturno, proprio come qualsiasi satellite naturale orbita attorno a un pianeta.

Nel nuovo studio, gli scienziati hanno deciso di datare gli anelli di Saturno studiando la velocità con cui questo strato di polvere si è accumulato, proprio come conoscere l’età di una casa facendo scorrere il dito sulla sua superficie.

“Pensa agli anelli come a un tappeto in casa tua”, ha detto Kempf. “Se hai un tappeto pulito, aspetta. La polvere si depositerà sul tuo tappeto. Lo stesso vale per i passanti. “

Per 13 anni (dal 2004 al 2017) il team ha utilizzato uno strumento chiamato Analizzatore di polveri cosmiche a bordo di una nave Il nuovo veicolo spaziale Cassini della NASA Per analizzare le macchie di polvere che volano intorno a Saturno. Durante quei 13 anni, i ricercatori hanno raccolto solo 163 pillole, ma è stato sufficiente. Sulla base dei loro calcoli, è probabile che gli anelli di Saturno raccolgano polvere solo da poche centinaia di milioni di anni.

In altre parole, gli anelli dei pianeti sono nuovi fenomeni che sorgono (e forse anche scompaiono) in un batter d’occhio in termini cosmologici. “Sappiamo approssimativamente quanti anni hanno gli anelli, ma non risolve nessuno dei nostri altri problemi. Non sappiamo ancora come si siano formati questi anelli”, ha detto Kemp.

Gli episodi possono scomparire. In uno studio precedente, gli scienziati della NASA hanno scoperto che il ghiaccio sta lentamente cadendo sul pianeta e hanno stimato che potrebbe scomparire in circa 100 milioni di anni.

Gli astronomi sono affascinati da questi anelli da più di 400 anni. Nel 1610, l’astronomo italiano Galileo Galilei Li hanno notati per la prima volta attraverso un telescopio, ma non sapevano cosa fossero nell’Ottocento, Maxwellè giunto alla conclusione che gli anelli di Saturno non possono essere solidi, ma sono costituiti da molti singoli pezzi.

Oggi, Saturno è noto per ospitare sette anelli costituiti da innumerevoli pezzi di ghiaccio che si estendono per circa 281.600 km dalla superficie del pianeta.

Per la maggior parte del 20° secolo, gli scienziati hanno ipotizzato che gli anelli potessero essersi formati contemporaneamente a Saturno, ma questa idea solleva alcune contraddizioni, ad esempio che gli anelli di Saturno sono perfettamente puliti. Le osservazioni indicano che è composto per il 98% di ghiaccio d’acqua in volume e una piccola quantità di materia rocciosa.

Per risolvere questo mistero, la sonda Cassini ha permesso di determinare l’età di questi anelli. È arrivato per la prima volta su Saturno nel 2004 e ha raccolto dati fino a quando non si è schiantato deliberatamente nell’atmosfera del pianeta nel 2017. Per Kempf, il fatto che queste formazioni di breve durata esistessero in un momento in cui Galileo e la sonda Cassini erano in grado di individuarle sembra un grande colpo di fortuna.

Per quanto riguarda la loro origine, alcuni scienziati hanno suggerito che potrebbero essersi formati quando la gravità del pianeta ha fatto a pezzi una delle sue lune, ma Kempf ritiene che siano necessarie ulteriori indagini perché: “Se gli anelli hanno una vita così breve e dinamica, perché stiamo vedendo ora ?”

Oggi, gli ingegneri e gli scienziati LASP hanno progettato e costruito un analizzatore di polvere più complesso per La prossima missione Europa Clipper NASA, il cui lancio è previsto per il 2024.

Gli astronomi ritengono che questa caratteristica iconica del pianeta persisterà per “altre poche centinaia di milioni di anni”. In questo contesto lo sono Indagare come e perché.

il dottore James O’Donoghueche includeva la Japan Aerospace Exploration Agency e una pentoladirigerà presto a indagine Per tenere traccia del tasso di distruzione delle chiamate La pioggia degli anelli da Saturno. Come? usandone due telescopi Il più potente del mondo: tortache si trova alle Hawaii, l’iconico James Webb.

Stiamo ancora cercando di capire esattamente Quanto velocemente si stanno erodendo gli anelli di Saturno?. Attualmente, la ricerca indica che farà parte di questo pianeta per altre poche centinaia di milioni di anni. Può sembrare molto tempo, ma nella storia dell’universo è una morte relativamente rapida. Potremmo essere molto fortunati ad essere in un momento in cui lo sono gli anelli”.

Ha aggiunto: “Saturno potrebbe essere a molti milioni di miglia di distanza, ma penso che la chiave per capire quanto velocemente i suoi anelli stiano scomparendo potrebbe risiedere in alcuni dei principali scienziati atmosferici del mondo nel Berkshire, nel Regno Unito. Lavorare con esperti meteorologici presso l’Università di Leggere in Inghilterra mi darà l’opportunità di scoprirlo.” Finalmente cosa sta succedendo con il nostro gigantesco vicino planetario.

La ricerca di O’Donoghue sarà condotta presso il Dipartimento di Meteorologia dell’Università di Reading dal dicembre 2023 e sarà supportata da una Ernest Rutherford Fellowship del UK Science and Technology Facilities Council.

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