Spazio e Scienze

La NASA ha scoperto quanto dura un giorno su Saturno, il segreto si nascondeva negli anelli

Un giorno su Saturno dura 10 ore, 33 minuti e 38 secondi. È usando i dati raccolti dalla missione Cassini che è stato possibile risolvere quello che era uno dei misteri più antichi del Sistema Solare: quanto dura un giorno su Saturno. Il dato è sfuggito agli scienziati planetari per decenni, perché il gigante gassoso non ha una superficie solida con punti di riferimento da tracciare mentre ruota. In più ha un campo magnetico che “maschera” la velocità di rotazione del pianeta.

Quello che ha scoperto Christopher Mankovich, studente laureato in astronomia e astrofisica presso l’Università della California Santa Cruz, è che non bisognava cercare la risposta nel pianeta stesso, ma nei suoi anelli. Durante le orbite di Saturno, gli strumenti della sonda Cassini hanno esaminato gli anelli con un dettaglio senza precedenti. Mankovich ha utilizzato questi dati per studiare i modelli ondulatori all’interno degli anelli.

Il risultato è che gli anelli rispondono alle vibrazioni che si verificano all’interno del pianeta stesso, agendo in modo simile ai sismometri che impieghiamo per misurare il movimento causato dai terremoti. L’interno di Saturno vibra a frequenze che causano variazioni nel suo campo gravitazionale. Gli anelli, a loro volta, rilevano i movimenti di quel campo.

Mankovich spiega che “le particelle che compongono gli anelli non possono fare a meno di ‘sentire’ queste oscillazioni del campo gravitazionale. In specifiche posizioni degli anelli, queste oscillazioni catturano le particelle dell’anello proprio al momento giusto nelle loro orbite, per accumulare gradualmente energia che viene trascinata via come un’onda osservabile”.

La ricerca di Mankovich è stata pubblicata sul prestigioso Astrophysical Journal, e descrive come ha sviluppato i modelli della struttura interna di Saturno che corrispondono alle onde degli anelli. Ciò gli ha permesso di seguire i movimenti all’interno del pianeta, e di conseguenza di calcolare la sua velocità di rotazione. Velocità che è di 10:33:38, ossia di alcuni minuti più veloce rispetto alle stime effettuate nel 1981, basandosi su segnali radio provenienti dalla sonda Voyager. Anche l’analisi dei dati della Voyager era basata sul campo magnetico, ma stimava la durata del giorno in 10:39:23.

Gli scienziati si affidano spesso ai campi magnetici per misurare la velocità di rotazione dei pianeti. L’asse magnetico di Giove, come quello della Terra, non è allineato con il suo asse di rotazione. Questo significa che si muove mentre il pianeta ruota, consentendo agli scienziati di misurare un segnale periodico nelle onde radio per ricavarne la velocità di rotazione. Saturno però è diverso. Il suo campo magnetico è quasi perfettamente allineato con il suo asse di rotazione. Ecco perché è stato necessario ricorrere agli anelli per calcolare la lunghezza del giorno.

Una chicca che vale la pena riportare è che l’idea che gli anelli di Saturno potessero essere usati per studiare la sismologia del pianeta fu suggerita per la prima volta nel 1982. Mark Marley, co-autore dello studio e ricercatore presso l’AMES Research Center della NASA, ha sviluppato l’idea per il suo dottorato di ricerca nel 1990. Oltre a mostrare come si potevano fare i calcoli, aveva predetto in quali posizioni si sarebbero trovate le caratteristiche “firme” negli anelli di Saturno. Inoltre, nelle fasi di pianificazione della missione Cassini aveva predetto che la sonda sarebbe stata in grado di effettuare le osservazioni necessarie per verificare l’ipotesi. Adesso sappiamo che era corretta.

Volete saperne di più sul lavoro fatto dall’uomo per esplorare lo spazio? Leggete il bellissimo libro di Giovanni Bignami L’esplorazione dello spazio, nell’edizione Kindle cosa solo 5,99 euro.