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Ecco come si sono formati gli anelli di Saturno

Ecco come si sono formati gli anelli di Saturno

Pubblicato
11 ottobre 2023

La storia, abbastanza sorprendentemente, inizia sulla nostra luna. Luis Alves Teodoro, ricercatore presso il Dipartimento di Sistemi Tecnologici dell’Università di Oslo, voleva saperne di più su come si è formato il nostro sistema solare. La Luna gioca un ruolo importante nella storia della Terra.

– Avevo un mentore che era bravo a fare il modello. “Abbiamo iniziato a costruire modelli delle strutture più grandi dell’universo e abbiamo scoperto che non sappiamo nemmeno come si è formato il nostro sistema solare”, spiega Teodoro. Quindi, abbiamo iniziato a osservare come si è formata la luna.

Luis Alves Teodoro. Foto: privato

Uno scienziato della NASA ha suggerito di osservare anche gli anelli di Saturno. Secondo Theodorou, i teorici hanno a lungo ipotizzato che gli anelli si siano formati all’inizio della storia di Saturno. Forse gli anelli sono antichi quanto Saturno stesso, circa quattro miliardi di anni.

Quando furono lanciate le navi Voyager 1 e 2, e successivamente Cassini-Huygens, la navicella spaziale senza equipaggio per osservare Saturno e le sue lune, notarono che gli anelli dovevano essere molto giovani.

– C’è stata una discrepanza tra teoria e osservazioni – spiega Teodoro, ed è qui che entriamo in gioco noi.

Da questo puoi sapere che gli anelli sono giovani

Teodoro dice che esistono diversi metodi per rivelare l’età degli anelli. Uno di questi è vedere quanto è “spesso” l’anello.

– Quando qualcosa ruota, si appiattisce. Gli anelli attorno a Saturno sono molto piatti. Quindi, i teorici pensavano che dovesse essere successo molto tempo fa, ma non doveva essere così quando erano fatti di ghiaccio, dice Theodoro.

Immagina un pizzaiolo italiano che gira l’impasto sul dito. La filatura appiattisce l’impasto e gli anelli di Saturno subiscono un processo simile. Gli anelli sono larghi centinaia di migliaia di chilometri, molto più larghi della circonferenza della Terra, ma spessi non più di un chilometro. L’appiattimento sta avvenendo più velocemente di quanto si pensasse perché sono fatti di ghiaccio, non di roccia o altro materiale pesante, come pensavano in precedenza gli scienziati.

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La figura mostra una simulazione di come si sono formati gli anelli.
Immagine da una simulazione di come potrebbero essersi formati gli anelli. Foto: Luis Alves Teodoro.

“Recenti” significa che sono così vecchi che probabilmente i dinosauri li hanno visti emergere

Ci sono altri elementi che rivelano che gli anelli non possono essere vecchi perché contengono ghiaccio. Theodoro spiega che si ritiene che originariamente gli anelli fossero costituiti da puro ghiaccio. Nel tempo si accumula un po’ di “polvere” e quindi il colore della neve cambia. È qualcosa che i ricercatori possono misurare. Oltre a diventare “polverosa”, parte della polvere può essere fonte di corrosione o di abrasione. La vetta di una vecchia montagna può essere smussata in cima perché il vento e le intemperie l’hanno erosa nel tempo, mentre una nuova vetta è affilata. Teodoro ritiene che le continue collisioni con altre particelle nello spazio provochino la rottura del ghiaccio, quindi non persistono nel tempo.

Se l’anello attorno a Saturno fosse esposto al flusso di oggetti più piccoli nel Sistema Solare, se fossero vecchi non esisterebbero.

Luis Alves Teodoro

– Il flusso di materiale avrebbe assicurato la rimozione della “sabbia”, come spiega Teodoro, proprio come avviene con l’erosione sulla sommità di una collina.

Poiché ci sono anelli, devono essere nuovi. “Nuovi” in senso astronomico significa che hanno circa 100 milioni di anni. Ciò significa che se un Tyrannosaurus rex avesse un binocolo, avrebbe visto la formazione di questi anelli.

Fatto divertente:

La luna più grande di Saturno si chiama Titano. Oltre alla nostra luna, è l’unica luna su cui abbiamo fatto atterrare un veicolo spaziale.

Ma da dove viene la neve?

La teoria originale sugli anelli era che fossero vecchi, ma le osservazioni mostrano il contrario. Ciò ha creato la necessità di una nuova teoria. Allora Teodoro cominciò a calcolare cosa sarebbe potuto succedere. Spiega che lui e altri ricercatori hanno costruito un modello e eseguito una serie di simulazioni. I ricercatori sono stati in grado di sviluppare un modello coerente con quanto osservato. Oltre a spiegare ciò che vediamo, hanno trovato qualcos’altro che rafforza la teoria:

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– Oltre a mostrare che gli anelli sono giovani, abbiamo anche fatto alcune previsioni su cosa si può vedere negli anelli, dice.

Il modello da lui sviluppato prevedeva che tutti gli oggetti entro un certo raggio sarebbero stati influenzati dall’attrazione gravitazionale di Saturno. Finirà quindi sulla superficie di Saturno o negli anelli.

– Volevamo vedere cosa sarebbe successo se qualcosa fosse arrivato in questo raggio. Esiste un meccanismo che consenta alla neve di entrare in questo raggio? Questo è tutto, dice Teodoro.

I ricercatori ritengono che il ghiaccio si sia formato quando due lune di Saturno si sono scontrate. Queste lune furono completamente distrutte all’impatto.

Neve attorno a Saturn H2Oh, acqua, ma le condizioni nello spazio fanno sì che il ghiaccio sia completamente diverso:

– Fa così freddo lì che diventa ghiaccio. Ciò significa che il ghiaccio ha proprietà cristallografiche diverse rispetto al ghiaccio a cui siamo abituati, dice Teodoro.

Perché solo Saturno ha anelli così unici?

Theodoro spiega che esistono molti pianeti con tracce di anelli, come Giove, Nettuno e Urano. I loro anelli non sono chiari, il che potrebbe essere dovuto ad altre cose:

– I loro anelli potrebbero essere vecchi. Teodoro dice che il motivo per cui gli anelli sono piccoli è a causa della corrosione.

Tuttavia, pensa che sia un po’ strano.

– Crede che Saturno, Giove, Nettuno e Urano siano pianeti simili e debbano aver attraversato lo stesso processo. Forse tali anelli appaiono e scompaiono in un breve periodo di tempo, cioè in un breve periodo di tempo in un contesto astronomico, aggiunge: L’astronomia è una scienza meravigliosa: voi sapete che esistono “orologi” completamente diversi.

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prove:

Luis Alves Teodoro et al Impatto recente degli anelli di Saturno e delle lune di medie dimensioni. Giornale astrofisico, settembre 2023