Saturno ed Encelado a gara di plasma!

Che Encelado fosse importante per la magnetosfera di Saturno è un fatto noto da quando la sonda della NASA Cassini ha iniziato a studiare il sistema nel 2004 ma ora gli scienziati dell' University College London hanno dimostrato che l'apporto nel tasso di plasma proveniente dalla ionosfera del pianeta, a volte, equivale a quello in arrivo dalla piccola luna. Di fatto, questi sono i primi risultati che indicano il ruolo giocato dal deflusso ionosferico nella magnetosfera di un gigante gassoso.

Le magnetosfere sono regioni dello spazio fortemente influenzate dal campo magnetico del pianeta vicino, che contengono particelle elettricamente cariche, sotto forma di plasma, provenienti sia da fonti esterne che interne.

Nel caso di Saturno, Encelado espelle acqua e ghiaccio dai suoi geyser eruttanti dal polo sud: queste particelle, ionizzate, diventano H2O+, O+ e OH+ e vengono trasportate per tutta la magnetosfera di Saturno.
Il 21 agosto 2006, la Cassini stava attraversando la coda magnetica del pianeta, ossia quella zona in cui il campo magnetico si allunga sotto l'influsso del vento solare. Al momento delle misurazioni, la magnetosfera di Saturno era stata compressa da una regione di vento solare con un'elevata pressione dinamica che aveva generato diversi effetti aurorali al polo nord del pianeta. In quel momento, la composizione delle particelle all'interno della coda magnetica si manifestava diversa dal solito: gli ioni dell'acqua erano scomparsi ed al loro posto la Cassini aveva rilevato ioni di idrogeno H+ coerenti con particelle provenienti dalla ionosfera di Saturno.

Marianna Felici, autrice principale dello studio pubblicato sulla rivista Journal of Geophysical Research: Space Physics, ha dichiarato: " Misurando il flusso di particelle nella coda magnetica e mappando la zona di efflusso aurorale, abbiamo calcolato che la quantità totale di massa emessa per secondo poteva essere paragonata alla massa emessa da Encelado. Non sappiamo per quanto tempo questa massa rimanga nella magnetosfera e come fugge attraverso la coda magnetica per unirsi al vento solar e".

E' ben noto che la ionosfera è una fonte di massa importante sulla Terra soprattutto durante i periodi di intensa attività geomagnetica ma queste sono le prime misure dirette della sorgente di massa ionosferica per Saturno.

Ora la Cassini si sta avvicinando verso la fine della missione ma il prossimo anno potrebbe fornire nuovi importanti dati sull'alta atmosfera del pianeta. Inoltre, il suo incredibile tesoro scientifico potrà essere arricchito dalla missione Juno che da luglio 2016 inizierà a studiare l'altro gigante gassoso del nostro sistema solare, Giove.

Cassini observations of ionospheric plasma in Saturn's magnetotail lobes [abstract]
Studies of Saturn's magnetosphere with the Cassini mission have established the importance of Enceladus as the dominant mass source for Saturn's magnetosphere. It is well known that the ionosphere is an important mass source at Earth during periods of intense geomagnetic activity, but lesser attention has been dedicated to study the ionospheric mass source at Saturn. In this paper we describe a case study of data from Saturn's magnetotail, when Cassini was located at ≃ 2200 h Saturn local time at 36 R_S from Saturn. During several entries into the magnetotail lobe, tailward flowing cold electrons and a cold ion beam were observed directly adjacent to the plasma sheet and extending deeper into the lobe. The electrons and ions appear to be dispersed, dropping to lower energies with time. The composition of both the plasma sheet and lobe ions show very low fluxes (sometimes zero within measurement error) of water group ions. The magnetic field has a swept-forward configuration which is atypical for this region, and the total magnetic field strength is larger than expected at this distance from the planet. Ultraviolet auroral observations show a dawn brightening, and upstream heliospheric models suggest that the magnetosphere is being compressed by a region of high solar wind ram pressure. We interpret this event as the observation of ionospheric outflow in Saturn's magnetotail. We estimate a number flux between (2.95 ± 0.43) × 10⁹ and (1.43 ± 0.21) × 10¹⁰ cm⁻² s⁻¹, 1 or about 2 orders of magnitude larger than suggested by steady state MHD models, with a mass source between 1.4 ×10² and 1.1 ×10³ kg/s. After considering several configurations for the active atmospheric regions, we consider as most probable the main auroral oval, with associated mass source between 49.7 ±13.4 and 239.8 ±64.8 kg/s for an average auroral oval, and 10 ±4 and 49 ±23 kg/s for the specific auroral oval morphology found during this event. It is not clear how much of this mass is trapped within the magnetosphere and how much is lost to the solar wind.