SEGUONO REGOLE UNIVERSALI

Saturno: anelli matematici

I frammenti che compongo gli anelli planetari di Saturno, come quelli degli altri pianeti con gli anelli che possiamo trovare nell’Universo, seguono solide costanti matematiche nella distribuzione: l’Università di Leicester risolve uno degli storici enigmi dell’astrofisica

Un close-up dei frammenti che compongono gli anelli di Saturno, nel rendering di un artista. Crediti: NASA.

Un close-up dei frammenti che compongono gli anelli di Saturno, nel rendering di un artista. Crediti: NASA.

I frammenti che compongo gli anelli planetari di Saturno, come quelli degli altri pianeti con gli anelli che possiamo trovare nell’Universo, seguono solide costanti matematiche nella distribuzione. Uno studio dell’Università di Leicester e appena pubblicato fra gli atti della National Academy of Sciences (PNAS) risolve quello che per decine di anni è rimasto uno degli enigmi irrisolti dell’astrofisica: le strutture ad anello, come quelle che cingono Saturno, sono stabili, hanno una distribuzione dei frammenti che le compongono universalmente riconoscibile, e si ritrovano uguali anche nel resto dell’Universo.

La distribuzione granulometrica delle particelle di ghiaccio attorno al Signore degli Anelli sarebbe conforme dunque a uno stato costante, piuttosto comune, e non riconducibile alla peculiare storia del pianeta.

«Conosciamo piuttosto bene la storia e la conformazione degli anelli di Saturno: sono composti da frammenti di ghiaccio che variano per grandezza dal centimetro alla decina di metri. Si tratta dei resti di un evento catastrofico avvenuto nel passato del pianeta; non deve stupirci l’incredibile varietà di particelle che li compongono», spiega il professor Nikolai Brilliantov dell’Università di Leicester, fra gli autori dello studio. «Quello che ci deve lasciare a bocca aperta, piuttosto, è che questa distribuzione di frammenti segua nella dimensione un evidente legge matematica. Esiste un rapporto esponenziale fra i frammenti degli anelli: la diffusione dei blocchi di ghiaccio delle dimensioni di due metri è 8 volte inferiore a quella dei frammenti da un metro. La diffusione dei blocchi da tre metri è 27 volte inferiore. E così via fino ai frammenti più grandi».

Le leggi della matematica sembrano dunque porre fine a quella che è stata un’accesa discussione in ambito astrofisico. E c’è di più: la regola aurea di Saturno vale per tutti gli anelli planetari. Funziona bene con Giove, Urano e Nettuno, che oltre ai satelliti possiedono strutture ad anello. E vale per i grandi asteroidi del Sistema Solare come Chariklo e Chiron, che hanno poche centinaia di chilometri di diametro e sono circondati da anelli.

Il modello matematico può dunque risultare valido anche per i corpi e i pianeti esterni al nostro sistema. Ciò che vale per Saturno può essere applicato con successo ad altri sistemi, in cui i frammenti si fondano, si scontrino con velocità lenta e si rompano in piccoli pezzi.