Saturno è veramente il " Signore degli Anelli".
Nonostante il suo sistema fosse ormai ben noto, soprattutto grazie alla sonda della NASA Cassini che è in orbita dal 2004, nel 2009 fu individuato un altro grande anello fino a quel momento sconosciuto, molto più grande degli altri ma più debole, composto di particelle scure di polvere provenienti probabilmente dalla luna (Febe). Ora, la nuova ricerca indica che il " Phoebe ring" è ancora più grande di quanto si pensasse.
Il merito va ad un piccolo team di ricercatori dell'Università del Maryland, dell'Università della Virginia e della Caltech che ha analizzato le immagini scattate nell'infrarosso dal telescopio Wide-field Infrared Survey Explorer ( Wise) della NASA.
I loro risultati sono descritti sulla rivista Nature.
Small particles dominate Saturn's Phoebe ring to surprisingly large distances [abstract]Saturn's faint outermost ring, discovered in 2009, is probably formed by particles ejected from the distant moon Phoebe. The ring was detected between distances of 128 and 207 Saturn radii (RS = 60,330 kilometres) from the planet, with a full vertical extent of 40RS, making it well over ten times larger than Saturn's hitherto largest known ring, the E ring. The total radial extent of the Phoebe ring could not, however, be determined at that time, nor could particle sizes be significantly constrained. Here we report infrared imaging of the entire ring, which extends from 100RS out to a surprisingly distant 270RS. We model the orbital dynamics of ring particles launched from Phoebe, and construct theoretical power-law profiles of the particle size distribution. We find that very steep profiles fit the data best, and that elevated grain temperatures, arising because of the radiative inefficiency of the smallest grains, probably contribute to the steepness. By converting our constraint on particle sizes into a form that is independent of the uncertain size distribution, we determine that particles with radii greater than ten centimetres, whose orbits do not decay appreciably inward over 4.5 billion years, contribute at most about ten per cent to the cross-sectional area of the ring's dusty component.
Gli anelli visibili di Saturno. Il Phoebe ring si estende ancora oltre.
Credit: NASA
Il Phoebe ring fu rilevato grazie alle riprese in infrarosso del telescopio Spitzer della NASA.
Le prime stime ritenevano si estendesse da circa 6 milioni di chilometri di distanza dal pianeta fino al confine più esterno a circa 12 milioni di chilometri, con uno spessore pari a circa 20 volte il diametro di Saturno. L'anello, che già sembrava enorme così, ben 10 volte più grande dell'anello visibile più esterno, l'anello E, arriverebbe invece a ben 16,2 milioni di chilometri di distanza dal pianeta, ossia si estenderebbe per circa 100-270 volte il raggio di Saturno.
"E' affascinante che questo anello possa esistere", ha detto Douglas Hamilton, scienziato planetario presso l'Università del Maryland, College Park. "Ci è stato insegnato nei libri scientifici che gli anelli planetari sono piccoli e vicini ai loro pianeti, se sono troppo lontani, si formano le lune piuttosto che gli anelli".
Il Phoebe ring sarebbe composto per lo più da una nube di particelle e polveri microscopiche (dal diametro di alcuni micron), con pochi detriti nell'ordine dei 10 centimetri di diametro.
"Un chilometro cubo di spazio sul Phoebe ring potrebbe avere solo poche decine di particelle di polvere, forse 100, al massimo", ha detto Hamilton. "E' veramente vuoto", ha aggiunto.
Distribuzione delle lune di Saturno: Phoebe è in alto a destra.
Credit: NASA
Un'altra luna, Iapetus (Giapeto), aveva fornito indizi sull'esistenza dell'anello.
"Come la nostra Luna, Giapeto ha sempre un lato rivolto verso Saturno" , ha detto Hamilton. "Giapeto è una luna ghiacciata intrinsecamente bianca luminosa ma il suo volto principale è sorprendente nero corvino. E' stata la contaminazione a farci cercare un altro anello, che si è rivelato sorprendentemente grande".
L'anello fu confermato anche in luce ottica nel 2014, integrando le immagini della fotocamera ISS a bordo della sonda Cassini con i dati Spitzer. Gli scienziati avevano lavorato su 33 foto applicando tecniche di processing avanzato.
Riferimenti: First observations of the Phoebe ring in optical light
Tuttavia, l'anello rende meglio in infrarosso: le fini particelle di polvere, infatti, assorbono calore dalla radiazione solare.
Il materiale che lo compone dovrebbe provenire dalla luna Phoebe e sarebbe molto antico, forse miliardi di anni, dal momento che in cui, data la scarsa densità, ci sono scarse probabilità di collisioni.
Considerate le analogie tra il sistema di lune di Saturno e quello di Giove, i ricercatori sospettano che anche l'altro gigante gassoso del nostro Sistema Solare, possa avere un enorme anello invisibile attorno.