SCIENZEԑ PRIMO PIANO

Le nuove scoperte di Cassini su cinque lune di Saturno

ROMA. La missione dedicata a Saturno e al suo sistema di lune è terminata già da un anno e mezzo, esattamente il 15 settembre 2017, ma i dati scientifici raccolti dalla sonda Cassini prima del Grand Finale, ovvero il suo fatale tuffo nell’atmosfera del pianeta gigante con conseguente distruzione, sono ancora in fase di analisi da parte degli scienziati.

Qualche mese prima dell’ultima, estrema e pericolosa manovra, la sonda ha effettuato sei passaggi ravvicinati attorno alle piccole lune Pan, Dafni, Atlante, Pandora ed Epimeteo, finora mai osservate con sufficiente dettaglio. In un articolo pubblicato sulla rivista Science sono stati pubblicati i dati relativi a morfologia, struttura, ambiente e composizione di questi satelliti naturali, nonché le immagini nell’ultravioletto e nell’infrarosso termico. Allo studio hanno partecipato anche Gianrico Filacchione e Mauro Ciarniello dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Roma. In particolare sono emersi nuovi interessanti dettagli sulle cinque minuscole lune: le superfici di questi insoliti satelliti sono ricoperte da materiale proveniente dagli stessi anelli del pianeta e dalle particelle ghiacciate che fuoriescono dalla luna Encelado. La porosità emersa dalle osservazioni aiuta anche a spiegare la loro forma: piuttosto che essere sferiche, le lune sono simili a dei grandi ravioli, con del materiale eccedente attaccato ai loro equatori.

I flyby di Cassini attorno alle lune Pan e Dafni nell’anello A, Atlante al limite dell’anello A, Pandora sul bordo dell’anello F ed Epimeteo, che si trova nell’ampio anello E formato da materiale ghiacciato. Il diametro delle lune va dagli 8 chilometri di Dafni ai 116 chilometri di Epimeteo. Gli anelli e le lune non sono in scala in questa immagine. Crediti: NASA-JPL

I risultati sono stati ottenuti tra dicembre 2016 e aprile 2017, durante la fase cosiddetta “ring-grazing”, cioè le 20 orbite vicine al bordo esterno degli anelli. Il dottor Filacchione ha spiegato che: “Alcune di queste lune, come Pan e Dafni che orbitano nelle zone vuote (le cosiddette gap) dell’anello A e Atlante subito al di fuori di esso, mostrano forme peculiari con un nucleo irregolare centrale e una cintura di accrescimento lungo il piano equatoriale dove le particelle sottratte dai vicini anelli si accumulano preferenzialmente. Il resto delle loro superfici appare relativamente liscio, con pochi e piccoli crateri da impatto mentre estese fratture e scarpate testimoniano gli effetti delle accelerazioni mareali causate dal campo gravitazionale di Saturno su questi corpi irregolari con il conseguente riposizionamento del materiale accumulato nelle cinture equatoriali”. Durante questa breve ma intensa campagna osservativa, la sonda Cassini si è dedicata anche a Pandora, uno dei satelliti “pastore” dell’anello F, e a Epimeteo, co-orbitante con Giano. Filacchione ha concluso affermando: “Grazie all’elevata risoluzione (fino a 36 metri per pixel) delle immagini raccolte, le superfici di queste due lune mostrano numerosi crateri di impatto. In genere tutti questi corpi hanno delle densità molto basse, tra i circa 300 e 500 chilogrammi per metro cubo, che le rende quindi molto porose e poco compatte”. Come paragone, la densità dell’acqua sulla Terra è di 1000 chilogrammi per metro cubo.

Immagini nella scala di grigi delle lune pastore ottenute durante i flyby di Cassini. Crediti: NASA/JPL

Molti dei dati sono stati raccolti con lo spettrometro VIMS,Visual and Infrared Mapping Spectrometer, per il quale l’Italia ha fornito il canale visibile, grazie al quale è stato possibile misurare le proprietà spettrali di queste lune confrontandole con quelle delle particelle dei vicini anelli. Per la prima volta nella sua lunga carriera, Cassini si è trovata abbastanza vicino alla luna Pan da poterne creare una mappa spettrale della superficie. VIMS ha inoltre visto che le lune più vicine a Saturno si mostrano con un forte colore arrossato, simile al colore degli anelli principali. Gli scienziati non conoscono ancora l’esatta composizione di questo materiale rosso, ma credono che sia probabilmente un mix di materiale organico, composti ferrosi e silicati. Le lune appena fuori dagli anelli principali, d’altra parte, appaiono più blu, simili al colore dei pennacchi ghiacciati di Encelado.

I sei voli ravvicinati hanno impegnato tutti gli strumenti che studiano lo spettro elettromagnetico, lavorando in sinergia con gli strumenti che hanno esaminato la polvere, il plasma e i campi magnetici. Christina Plainaki, scienziata ASI per il progetto Cassini, si è espressa in maniera entusiastica sulla missione, elogiando il frutto degli sforzi congiunti di NASA, ESA ed Agenzia Spaziale Italiana (ASI), che sono stati in grado di rivoluzionare la comprensione del sistema di Saturno su ogni possibile aspetto, dalla struttura interna del pianeta ai fenomeni unici delle sue lune, fra le quali ricordiamo i geyser di Encelado ed i laghi di Titano.

Un diagramma che mostra la posizione del sistema di anelli principale di Saturno, le principali lune interne e le piccole lune. Crediti: NASA/JPL

Ricordiamo che la missione spaziale Cassini-Huygens consisteva di due elementi principali: la sonda Cassini fornita dalla NASA e il lander Huygens fornito dall’Europa. Dato che nessun lanciatore esistente avrebbe potuto inviare direttamente su Saturno un manufatto di 5600 chilogrammi, ossia il peso della sonda, la missione è riuscita ad arrivare nel sistema saturniano grazie alla tecnica di navigazione spaziale della “gravità assistita”: per effettuare viaggi interplanetari è necessario sfruttare la cosiddetta fionda gravitazionale, cioè la spinta data da altri corpi nello spazio. La sonda Cassini ha usufruito di ben quattro spinte gravitazionali planetarie: due con passaggi ravvicinati su Venere, una sulla Terra e una su Giove. L’Italia ha contribuito alla missione con la fornitura del canale visibile dello spettrometro VIMS impiegato in questo studio, oltre che con l’antenna di alto guadagno di 4 metri di diametro, con parte dell’elettronica del Cassini-Radar e con l’esperimento di Radioscienza.

Loading...
Tags

Articoli Correlati