Saturno è ancora più spettacolare di quanto pensassimo: scoperto un “alone” di polveri che si estende ben oltre il piano degli anelli

La sonda Cassini ha percorso le sue orbite finali, denominate Grand Finale Orbits (GFO), nel 2017, prima di lanciarsi nell’atmosfera di Saturno. Durante queste GFO, la sonda ha raccolto campioni di polvere sopra e sotto gli anelli di Saturno per analizzarli con il suo Analizzatore di Polvere Cosmica (CDA). Ora, i ricercatori hanno pubblicato un nuovo studio su The Planetary Science Journal, rivelando che questi dati indicano che i famosi anelli di Saturno si estendono molto più sopra e sotto il piano degli anelli rispetto ai sottili anelli che vediamo attraverso un telescopio.

“Sorprendenti somiglianze composizionali”

Dalle sue 20 orbite, Cassini ha raccolto 1.690 spettri di polvere, che sono stati analizzati. Di questi, 155 sono stati chiaramente identificati come particelle minerali (o silicati). Le particelle sono state raccolte a una distanza approssimativa pari a un massimo di tre raggi saturniani (RS) sopra e sotto il piano degli anelli in abbondanze approssimativamente uguali, formando un “alone“.

Dopo l’analisi composizionale, il team ha scoperto che questi silicati ad alta latitudine avevano una composizione pressoché identica a quelli presenti in prossimità degli anelli. Le particelle vicine e lontane dagli anelli sono costituite principalmente da magnesio e calcio, in modo simile ai livelli cosmici. È stato anche riscontrato che il ferro era significativamente impoverito nelle particelle di polvere, in linea con la composizione del ferro riscontrata in prossimità degli anelli. Gli autori dello studio osservano che queste sono state considerate “sorprendenti somiglianze composizionali”.

“Concludiamo che, nell’ambito dell’accuratezza del metodo, questi grani di polvere minerale hanno una composizione identica, suggerendo che i silicati di questo studio provengano anch’essi dagli anelli principali, raggiungendo latitudini superiori a 3RS rispetto al piano degli anelli di Saturno”, scrivono gli autori dello studio.

Una probabile spiegazione

Per determinare come possa essersi originata una tale distribuzione di particelle, il team ha condotto una serie di simulazioni dinamiche. Hanno determinato che tali particelle possono raggiungere le latitudini in cui sono state trovate se vengono espulse dagli anelli a velocità superiori a 25km/s e hanno dimensioni inferiori a 20 nanometri. Il team afferma che questo può verificarsi se le particelle all’interno degli anelli vengono colpite da micrometeoroidi, che sono relativamente abbondanti.

“L’aumento osservato nella densità del numero di particelle con la diminuzione della distanza dal piano degli anelli è in accordo con l’espulsione dopo l’impatto di micrometeoroidi come meccanismo di produzione di particelle dominante. Si prevede che la maggior parte delle particelle espulse ritorni a collidere con gli anelli principali o cada su Saturno, e si presume che solo una piccola frazione riesca a sfuggire dagli anelli“, spiegano gli autori dello studio.

Secondo i ricercatori, il meccanismo più probabile è la condensazione da pennacchi di vapore veloci dopo l’impatto dei micrometeoroidi sugli anelli. Ciò determinerebbe i nanosilicati osservati nei dati, così come l’esaurimento del ferro osservato.

I ricercatori hanno anche esplorato una teoria alternativa, in cui le particelle sono attratte dalla focalizzazione gravitazionale e quindi sono entrate nel sistema di Saturno dall’esterno. Tuttavia, affermano che ciò è meno probabile perché la composizione della polvere non corrisponde ai grani di polvere esogena osservati dal CDA in altre parti del sistema di Saturno.

Poiché le collisioni di micrometeoroidi sono piuttosto comuni, lo studio solleva alcuni interrogativi circa la possibilità che anche i sistemi di anelli di altri pianeti possano estendersi ulteriormente o se potrebbero avere altri effetti derivanti dalla dinamica della polvere, non facilmente visibili con i metodi convenzionali.