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Acquazzoni su Saturno

La missione spaziale Cassini-Huygens continua a fornire nuove informazioni, a un anno dal Gran Finale. Questa volta in merito all'ambiente che si trova tra gli anelli più interni che circondano Saturno e la sua alta atmosfera

L’anello D, il più interno di Saturno, lancia granelli di polvere con diversi composti chimici nell’atmosfera superiore del pianeta ad un ritmo straordinario, mentre gira. In tempi lunghi, questo materiale potrebbe modificare il contenuto di carbonio e ossigeno dell’atmosfera. Crediti: Nasa

Durante le ultime orbite del Gran Finale della missione Cassini-Huygens delle agenzie spaziali americana, europea e italiana, la sonda è passata sempre più vicino a Saturno (fino a tuffarcisi dentro nel settembre 2017), tra gli anelli più interni e la sua alta atmosfera.

Durante questi passaggi gli strumenti hanno continuato a studiare l’ambiente circostante, senza trovare alcun bagaglio aereo disperso – per il dispiacere del comico satirico americano Mark Russel, ma scoprendo veri e propri acquazzoni, con notevoli quantità di materiale in caduta dagli anelli verso il pianeta.

«Sulla base di studi precedenti, gli scienziati si aspettavano che l’acqua piovesse dagli anelli nell’atmosfera di Saturno, quindi la sonda ha usato la sua antenna radio come un ombrello per proteggersi dai detriti», racconta Kelly Miller, ricercatrice del Southwest Research Institute e coautrice dello studio pubblicato oggi su Science.

«È risultato che la pioggia proveniente dagli anelli sia più simile a un acquazzone», aggiunge Hunter Waite, primo autore dell’articolo e principal investigator dello strumento Ion and Neutral Mass Spectrometer (Inms) a bordo della sonda che, nonostante fosse progettato per studiare gas, è stato in grado di misurare le particelle proveniente dagli anelli, che vaporizzavano a contatto con Cassini a causa delle elevate velocità.

Ciò che Inms ha rivelato era in parte atteso dai ricercatori, ma non nelle quantità osservate: «L’idrogeno molecolare era, come atteso, il costituente più abbondante dell’atmosfera. Ma l’acquazzone proveniente dagli anelli includeva abbondanza di acqua e di molecole come butano e propano:il tipo di sostanze chimiche che potresti usare per una grigliata o un fornellino da campeggio», spiega Miller.

Thomas Cravens, professore di fisica e astronomia all’Università del Kansas e membro del team di Inms commenta: «Due cose mi hanno sorpreso. Una è la complessità chimica di quanto uscisse dagli anelli: pensavamo sarebbe stata quasi interamente acqua, sulla base di quanto avevamo visto in passato. La seconda cosa è la sua quantità effettiva, molto maggiore di quanto ci aspettassimo originariamente. La qualità e la quantità dei materiali che gli anelli riversano nell’atmosfera mi ha sorpreso». Tra le sostanze inattese, Inms ha rivelato ammoniaca, monossido di carbonio, azoto molecolare, metano e anidride carbonica.

«Inms era uno degli ultimi strumenti a raccogliere dati nel finale della missione, ma ottenere questi risultati non è stato facile», commenta Rebecca Perryman, a capo delle operazioni sullo strumento e coautrice dello studio. Infatti, l’alta velocità della sonda Cassini rispetto all’atmosfera di Saturno ha permesso sì la misura delle particelle provenienti dagli anelli, ma ha anche complicato l’interpretazione dei dati: spesso i composti organici rilevati erano frammentari. Ma secondo Waite: «Ne valeva la pena. La grande massa di materiale in caduta ha implicazioni per l’evoluzione dell’anello e suggerisce che il materiale proveniente dall’anello C riempia ripetutamente l’adiacente anello D. Questo materiale in caduta probabilmente influisce sulla chimica dell’atmosfera e sul contenuto di carbonio della ionosfera e dell’atmosfera di Saturno».

Le osservazioni hanno anche evidenziato variazioni dell’abbondanza relativa dei materiali in caduta tra un’orbita e l’altra, suggerendo che le regioni interne all’anello D di Saturno varino o localmente o nel tempo.

Secondo Cravens, il tasso più elevato delle aspettative di espulsione di materiale da parte dell’anello D di Saturno verso la sua atmosfera è sufficiente a ridurre le stime della durata di vita degli anelli rispetto a quanto previsto in passato e a porre nuove domande:«Questo ci può aiutare a capire, come ottiene anelli un pianeta? Alcuni ci riescono e altri no. Qual è il tempo di vita di un anello? E cosa alimenta gli anelli? C’è stato un tempo in cui Saturno non ne aveva? In che modo quella composizione è arrivata lì dentro? È rimasta dalla formazione del nostro Sistema solare? Risale alla protonebulosa presolare, la nebulosa che è collassata dal mezzo interstellare che ha formato il Sole e i pianeti?». Insomma, la nuova scoperta di composti inattesi risponde a qualche domanda, e ci apre ad un nuovo ventaglio di quesiti cui rispondere in futuro.

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