Crediti: Emma Woodfield/Bas
Un gruppo internazionale di scienziati della British Antarctic Survey (Bas), dell’Università dell’Iowa e del Gfz German Research Center for Geosciences ha scoperto un nuovo metodo che permette di spiegare come potrebbe essersi formata la fascia di radiazione che avvolge il pianeta Saturno.
Intorno a Saturno, e ad altri pianeti tra cui la Terra, le particelle cariche sono intrappolate nel campo magnetico e si dispongono in regioni a forma di ciambella attorno al pianeta, conosciute come fasce di radiazione (quelle attorno alla Terra si chiamano fasce di Van Allen, nelle quali gli elettroni viaggiano a velocità prossime a quella della luce). I dati raccolti dalla sonda Cassini della Nasa, che ha orbitato 13 anni attorno a Saturno per svelarne i segreti, combinati con un modello computerizzato sviluppato dalla Bas, hanno fornito nuovi indizi sul comportamento di questi elettroni in rapido movimento all’interno delle fasce. Quello che si è scoperto sembra mettere in discussione la visione fino ad ora ampiamente condivisa dagli scienziati dei meccanismi responsabili dell’accelerazione degli elettroni a energie così estreme. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.
Si è sempre dato per scontato che intorno a Saturno gli elettroni venissero accelerati a energie estremamente alte da un processo di diffusione radiale, in cui gli elettroni vengono ripetutamente spinti verso il pianeta, aumentando in questo modo la loro energia. Da questo studio, sembrerebbe che un modo alternativo per accelerare gli elettroni sia la loro interazione con onde di plasma, come accade attorno alla Terra e Giove con le cosiddette chorus waves. Sebbene intorno a Saturno le chorus waves siano state ritenute inefficaci, gli autori hanno scoperto che potrebbe esserci un’altra forma di onda di plasma chiamata onda Z-mode che, in questo caso, assume un ruolo fondamentale.
«Questa ricerca è davvero entusiasmante, perché si è sempre assunto che gli elettroni ad alta energia nella fascia di radiazioni attorno a Saturno fossero derivati dalla diffusione radiale, e invece ora abbiamo identificato un modo diverso di creare una fascia di radiazione che nessuno conosceva prima», spiega la prima autrice dell’articolo, Emma Woodfield, della British Antarctic Survey. «Lo studio consentirà di raggiungere una migliore comprensione di come funzionano le fasce di radiazione nel Sistema solare e aiuterà chi si occupa di modelli a prevedere con maggiore precisione il tempo atmosferico sulla Terra. Un’informazione, questa, che permetterà di proteggere sia gli astronauti che i satelliti dai rischi indotti dalle radiazioni».
«Saturno ci ha dato l’opportunità di studiare le onde Z-mode», continua Woodfield, «per verificare ciò che possono fare agli elettroni su larga scala. Alcune persone pensano che i pianeti siano solo freddi pezzi di roccia che viaggiano attraverso lo spazio vuoto, ma il modo in cui ogni pianeta interagisce con le particelle nello spazio è complesso e unico, e studiarlo può condurci ad una migliore comprensione del nostro pianeta e dei rari eventi estremi che si verificano occasionalmente».
Yuri Shprits del Gfz German Research Center for Geosciences ritiene inoltre che comprendere questi ambienti nei pianeti esterni sia molto importante anche per valutare le condizioni meteo che potrebbero esserci intorno a esopianeti.
In conclusione, sembrerebbe che l’accelerazione elettronica da parte delle onde Z-mode sia di fatto il meccanismo più efficiente, che si affianca alla diffusione radiale per sostenere le fasce di radiazione di Saturno.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Communications l’articolo “Formation of electron radiation belts at Saturn by Z-mode wave acceleration” di E. E. Woodfield, R. B. Horne, S. A. Glauert, J. D. Menietti, Y. Y. Shprits e W. S. Kurth