Gli anelli di Saturno potrebbero essersi evoluti dai detriti di due lune ghiacciate progenitrici che si scontrarono e si frantumarono alcune centinaia di milioni di anni fa; i detriti che non sono finiti negli anelli potrebbero anche aver contribuito alla formazione di alcune delle attuali lune di Saturno.
La maggior parte delle misurazioni contemporanee di alta qualità su Saturno provengono dalla sonda spaziale Cassini della NASA, che ha trascorso 13 anni a studiare il pianeta e i suoi sistemi dopo essere entrata nell’orbita di Saturno nel 2004. Un’analisi dei dati di Cassini ha indicato che gli anelli di Saturno erano molto più giovani di quanto si pensasse. Per indagare ulteriormente su questo aspetto, il dottor Jacob Kegerreis dell’Ames Research Center della NASA e i suoi colleghi hanno modellato come potrebbero essere state le diverse collisioni tra le lune precursori nel sistema di Saturno. “C’è così tanto che ancora non sappiamo del sistema di Saturno, comprese le sue lune che ospitano ambienti che potrebbero essere adatti alla vita”, ha detto il dottor Kegerreis. “Quindi è entusiasmante utilizzare simulazioni di grandi dimensioni come queste per esplorare in dettaglio come avrebbero potuto evolversi”. Le simulazioni del team sono state condotte con una risoluzione oltre 100 volte superiore rispetto a studi precedenti, utilizzando il codice di simulazione open source SWIFT e offrendo agli scienziati le migliori informazioni sulla storia del sistema di Saturno. Gli anelli di Saturno oggi vivono vicino al pianeta gigante, entro quello che è noto come limite di Roche, l’orbita più lontana dove la forza gravitazionale di un pianeta è abbastanza potente da disintegrare corpi più grandi di roccia o ghiaccio che si avvicinano. Il materiale in orbita più lontano potrebbe aggregarsi per formare lune. Simulando quasi 200 diverse versioni dell’impatto, i ricercatori hanno scoperto che un’ampia gamma di scenari di collisione potrebbero disperdere la giusta quantità di ghiaccio nel limite di Roche di Saturno, dove potrebbe depositarsi in anelli. E, sebbene spiegazioni alternative non siano state in grado di mostrare perché non ci sarebbero quasi rocce negli anelli di Saturno, questo tipo di collisione potrebbe spiegarlo. “Questo scenario porta naturalmente ad anelli ricchi di ghiaccio. Quando le lune progenitrici ghiacciate si scontrano l’una con l’altra, la roccia nei nuclei dei corpi in collisione viene dispersa in modo meno ampio rispetto al ghiaccio sovrastante”, ha affermato il dottor Vincent Eke, ricercatore presso l’Università di Durham. Ghiaccio e detriti rocciosi avrebbero colpito anche altre lune del sistema, causando potenzialmente una cascata di collisioni. Un tale effetto moltiplicatore potrebbe aver distrutto qualsiasi altra lune precursore al di fuori degli anelli, da cui potrebbero essersi formate le lune di oggi.
Ma cosa potrebbe aver messo in moto questi eventi, in primo luogo? Due delle ex lune di Saturno potrebbero essere state spinte a una collisione dagli effetti, solitamente piccoli, della gravità del Sole che si “sommano” per destabilizzare le loro orbite attorno al pianeta. Nella giusta configurazione delle orbite, la spinta extra del Sole può avere un effetto valanga – una risonanza – che allunga e inclina le orbite solitamente circolari e piatte delle lune finché i loro percorsi non si incrociano, provocando un impatto ad alta velocità. La luna di Saturno, Rea, oggi orbita appena oltre il punto in cui una luna incontrerebbe questa risonanza. Come la Luna della Terra, i satelliti di Saturno migrano verso l’esterno dal pianeta nel corso del tempo. Quindi, se Rea fosse antica, avrebbe attraversato la risonanza in un passato recente. Tuttavia, l’orbita di Rea è molto circolare e piatta. Ciò suggerisce che non abbia subito gli effetti destabilizzanti della risonanza e, invece, si sia formato più recentemente. “Concludiamo che l’impatto di due lune ghiacciate destabilizzate è uno scenario promettente per la recente formazione o il ringiovanimento degli anelli di Saturno e la riaccrescimento delle lune di medie dimensioni“, hanno concluso gli scienziati. “Il lavoro futuro sull’evoluzione a lungo termine dei detriti che attraversano l’orbita, combinato con un’ulteriore e più dettagliata modellazione delle collisioni tra le lune ghiacciate e i frammenti più piccoli, aiuterà a limitare le implicazioni di questo scenario per gli anelli di Saturno, le sue lune, le loro crateri e altri ambienti superficiali.”
Il loro articolo appare sull’Astrophysical Journal .
L’articolo Una massiccia collisione tra due lune ha dato vita agli anelli di Saturno. Lo studio sembra essere il primo su Scienze Notizie.