Perché Saturno ha degli anelli attorno?

Gli straordinari anelli di Saturno lo rendono uno degli oggetti più belli per gli osservatori delle stelle da scegliere nei cieli. Il magnifico sistema ad anello è visibile anche attraverso un piccolo telescopio, anche se non con molti dettagli. Le migliori vedute sono venute da veicoli spaziali, come i Voyager e le missioni Cassini. Da questi incontri ravvicinati, gli scienziati planetari hanno acquisito molte informazioni che aiutano a illuminare l'origine, i movimenti e l'evoluzione degli anelli di Saturno. 

Key Takeaways

• Gli anelli di Saturno sono fatti in gran parte di ghiaccio, intervallati da particelle di polvere. 
• Saturno vanta sei principali sistemi ad anello, con divisioni tra loro.
• Gli anelli potrebbero essersi formati quando una piccola luna ha vagato troppo vicino a Saturno e si è spezzata, ma anche le particelle potrebbero provenire da comete vaganti o asteroidi.
• Si pensa che gli anelli siano abbastanza giovani, solo poche centinaia di milioni di anni e, secondo la NASA, potrebbero dissiparsi nei prossimi cento milioni di anni circa.

Attraverso un telescopio, gli anelli di Saturno sembrano quasi solidi. Alcuni primi astronomi, come Jean-Dominique Cassini, sono stati in grado di identificare ciò che sembrava "lacune" o rotture negli anelli. Il più grande di questi prese il nome dal famoso astronomo, la Divisione Cassini. All'inizio, la gente pensava che le interruzioni fossero aree vuote, ma anche le vedute dei veicoli spaziali del 20 ° secolo mostravano che erano piene di materiale. 

Quanti anelli ha Saturno?

Esistono sei regioni principali dell'anello. I principali sono gli anelli A, B e C. Gli altri, D (il più vicino), E, ​​F e G sono molto più deboli. Una mappa degli anelli li mostra nel seguente ordine, iniziando appena sopra la superficie di Saturno e muovendosi verso l'esterno: D, C, B, Divisione Cassini, A, F, G ed E (il più distante). C'è anche un cosiddetto anello "Phoebe" che è alla stessa distanza della luna Phoebe. Gli anelli sono nominati in ordine alfabetico in base all'ordine in cui sono stati scoperti.

Questa immagine realizzata dall'astronave Cassini cattura quasi tutte le regioni dell'intero sistema ad anello. NASA / JPL / Space Science Institute / Wikimedia Commons / Public Domain

Gli anelli sono larghi e sottili, con il più largo che si estende fino a 282.000 chilometri (175.000 miglia) dal pianeta, ma solo poche decine di piedi di spessore nella maggior parte dei luoghi. Ci sono migliaia di anelli nel sistema, ognuno composto da miliardi di frammenti di ghiaccio che orbitano attorno al pianeta. Le particelle di anello sono costituite in gran parte da ghiaccio d'acqua purissimo. La maggior parte dei pezzi sono abbastanza piccoli, ma alcuni hanno le dimensioni di montagne o persino piccole città. Possiamo vederli dalla Terra perché sono luminosi e riflettono molta luce solare. 

Concezione dell'artista di materiale ad anello agglomerato in orbita attorno a Saturno. Alcune particelle di anello sono grandi mentre altre sono piccole. NASA / JPL / Università del Colorado / Wikimedia Commons / Dominio pubblico

Le particelle di anello vengono mantenute in posizione mediante interazioni gravitazionali tra loro e con piccole lune incorporate negli anelli. Questi "satelliti da pastore" cavalcano un branco sulle particelle dell'anello.

Come Saturno ottenne i suoi anelli

Mentre gli scienziati hanno sempre saputo che Saturno ha anelli, non sanno da quanto tempo esistano gli anelli e quando sono nati. Esistono due teorie principali.

Nato in questo modo, Theory One

Per molti anni, gli scienziati hanno ipotizzato che il pianeta e i suoi anelli siano nati all'inizio della storia del sistema solare. Credevano che gli anelli fossero stati creati con materiali esistenti: particelle di polvere, asteroidi rocciosi, comete e grandi massi di ghiaccio.

Questa teoria ha dominato fino alle prime esplorazioni di veicoli spaziali fatte dalle missioni Voyager a partire dal 1981. Immagini e dati hanno mostrato cambiamenti negli anelli, anche per brevi periodi di tempo. La Missione Cassini ha fornito ulteriori informazioni che gli scienziati stanno ancora analizzando, indicando che le particelle di anello vengono perse in brevi periodi di tempo. Un altro indizio sull'età degli anelli viene dal trucco purissimo del ghiaccio d'acqua delle particelle. Gli scienziati sostengono che ciò significa che gli anelli sono molto, molto più giovani di Saturno. Le particelle di ghiaccio più vecchie sarebbero oscurate dalla polvere nel tempo. Se questo è vero, allora gli anelli che vediamo ora potrebbero non risalire alle origini di Saturno.

A Broken Moon, Theory Two

In alternativa, l'attuale sistema ad anello potrebbe essere stato creato quando una luna delle dimensioni di Mimas si è allontanata troppo da Saturno circa 200 milioni di anni fa e si è rotta, a causa dell'immensa gravità di Saturno. I pezzi risultanti sarebbero quindi caduti in orbita attorno a Saturno, creando gli anelli che vediamo oggi. È possibile che questo scenario di rottura della luna si sia svolto molte volte nel corso della vita di 4,5 miliardi di anni del pianeta. Gli anelli che vediamo oggi sono solo i set più recenti, secondo questa teoria.

È anche possibile che un primissimo mondo "simile a un Titano" potesse essere stato coinvolto nella creazione degli anelli, formando un sistema molto più grande e più massiccio di quelli visti oggi.

Lo sapevate?

Saturno non è l'unico pianeta con anelli. Anche Giant Jupiter, il misterioso Urano e il freddo Nettuno li hanno.

Non importa come si sono formati, gli anelli di Saturno continuano a cambiare nel tempo, guadagnando materiale man mano che gli oggetti più piccoli vagano troppo vicini. Sulla base dei dati raccolti durante la missione Cassini, gli scienziati pensano che gli anelli attraggano la polvere interplanetaria, il che aiuta a reintegrare i materiali persi nel tempo. L'attività all'interno degli anelli da parte delle lune di pastore provoca anche cambiamenti negli anelli.

Questa raccolta di immagini Cassini fornisce un contesto per comprendere la posizione e la scala delle caratteristiche a forma di elica osservate nell'anello A di Saturno. NASA / JPL / Space Science Institute / Wikimedia Commons / Public Domain

Il futuro degli anelli di Saturno

Gli scienziati hanno una serie di teorie su come gli anelli attuali potrebbero dissiparsi, ma la maggior parte concorda sul fatto che probabilmente non dureranno a lungo. Nuovi anelli si formerebbero solo se qualcosa si avvicinasse abbastanza da essere lacerato. Altre particelle più piccole, pur essendo ammassate dalle lune vicine, potrebbero diffondersi nello spazio e perdersi nel sistema. Mentre le stesse lune migrano verso l'esterno, le particelle di anello che "radunano" si diffonderanno.

Le particelle potrebbero "piovere" in Saturno o dissiparsi nello spazio. Inoltre, il bombardamento e le collisioni con meteoroidi potrebbero far espellere le particelle dall'orbita. Nel tempo, queste azioni potrebbero causare la perdita di massa degli anelli e infine la loro scomparsa completa. I dati di Cassini indicano l'idea che gli anelli attuali potrebbero avere al massimo poche centinaia di milioni di anni. Possono durare solo altri cento milioni di anni prima di disperdersi nello spazio o nel pianeta. Ciò significa che gli anelli di Saturno sono effimeri se confrontati con il pianeta stesso e che il pianeta avrebbe potuto avere molte serie di anelli mentre i mondi più piccoli vagavano troppo vicini durante la vita di Saturno.

Una cosa su cui gli scienziati concordano: il tempo significa cose diverse per la vita di un pianeta e saremo in grado di apprezzare gli splendidi anelli di Saturno per molti millenni in più.

fonti

Grossman, Lisa. "Gli anelli di Saturno potrebbero essere lune tagliuzzate". Science News for Students, 24 gennaio 2018. 

"Quanto sono spessi gli anelli di Saturno?" Desk di riferimento, Hubblesite.

"Saturno." NASA, 25 aprile 2019.

Steigerwald, Bill. "La ricerca della NASA rivela che Saturno sta perdendo i suoi anelli al ritmo del" peggior caso-scenario "." Nancy Jones, NASA, 17 dicembre 2018, Greenbelt, Maryland.