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Una Luna per gli anelli di Saturno

Le simulazioni effettuate presso Southwest Research Institute possono finalmente spiegare come i maestosi anelli di ghiaccio e le lune interne di Saturno si sono formati. La causa sarebbe la collisione di un grande satellite, dalle dimensioni paragonabili a Titano (l’unico grande satellite di Saturno), con il pianeta, secondo un articolo pubblicato sulla rivista Nature del 12 dicembre.

Gli anelli di Saturno sono attualmente composti dal 90-95 per cento di ghiaccio d’acqua. Poiché nel corso del tempo polvere e detriti rocciosi di meteoriti hanno probabilmente inquinato gli anelli, si ritiene che essi in origine fossero costituiti da ghiaccio puro, al tempo della loro formazione. Questa composizione è inusuale rispetto a quella prevista nei corpi del sistema solare esterno, che dovrebbero essere composti circa a metà di ghiaccio e di un misto di materiali rocciosi. Questo almeno è quello che ci si aspetta secondo i modelli e secondo le osservazioni finora effettuate sui corpi celesti che orbitano nel sistema solare esterno. Analogamente, la bassa densità delle lune interne di Saturno dimostra che anch’esse sono, come gruppo, insolitamente ricche di ghiaccio.

La precedente teoria dominante sull’origine degli anelli di Saturno suggeriva che gli anelli si formarono quando un piccolo satellite venne colpito da una cometa. “Questo scenario avrebbe probabilmente portato ad anelli che erano un misto di roccia e ghiaccio, piuttosto che gli anelli ricchi di ghiaccio che vediamo oggi,” dice l’autore dello studio Robin M. Canup, vice presidente associato della direzione del Planetary Science SwRI di Boulder (USA).

La nuova teoria collega la formazione degli anelli con la formazione dei satelliti di Saturno. Mentre Giove ha quattro satelliti di grandi dimensioni, Saturno ne ha uno solo, Titano, che costituisce il 90% di tutta la massa che orbita attorno a Saturno, compresi gli anelli. Studi precedenti suggeriscono che più satelliti di grandi dimensioni si sarebbero formati attorno a Saturno, ma che quelli che orbitano più internamente rispetto a Titano sarebbero caduti in un moto a spirale nel pianeta.

Secondo questa teoria, quando l’ultimo satellite si andava avvicinando a Saturno, il riscaldamento causato dalla vicinanza di questa antica luna con l’atmosfera di Saturno avrebbe causato lo scioglimento degli strati acquosi, mentre il materiale roccioso affondava verso il centro del satellite. Canup ha utilizzato simulazioni numeriche per dimostrare che in una situazione simile, il satellite avrebbe attraversato la regione dell’attuale anello B (il più interno), e a questo punto le forze gravitazionali avrebbero strappato gli strati di chiaccio esterno, lasciando intatto il suo nucleo roccioso, che infine sarebbe precipitato sul pianeta. Questo fenomeno spiegherebbe abbastanza bene come mai gli anelli iniziali sono formati da ghiaccio, e prevederebbe anche un altro fenomeno. Gli anelli di Saturno dovevano essere molto più grandi di come appaiono oggi.

Nel corso del tempo, le collisioni di asteroidi e altri oggetti con gli anelli avrebbero causato la diffusione radiale di materiale e la riduzione della massa. L’espansione del materiale all’interno degli anelli sarebbe andata perduta, mentre il materiale diffuso sul bordo esterno dell’anello si sarebbe accumulato formando lune ghiacciate con una stima delle masse coerente con le lune interne osservate oggi.

“Il nuovo modello propone che gli anelli primordiali si siano formati durante gli stessi eventi che hanno lasciato Titano come unico grande satellite di Saturno”, dice Canup. “L’implicazione è che gli anelli e le lune di Saturno interne a Tethys (incluso) abbiano un’origine unica, e sono gli ultimi resti di un satellite compagno di Titano andato perduto.”

Durante la sua missione, la sonda Cassini misurerà la massa attuale degli anelli e indirettamente il tasso di “inquinamento” degli anelli da materiali diversi dall’acqua. Questo dovrebbe fornire una stima migliore dell’età degli anelli e un test del nuovo modello di origine degli anelli.

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