Un nuovo modello spiega il sovraffollamento di satelliti attorno a Saturno

Un gruppo di ricercatori della Loughborough University ha sviluppato un nuovo modello computerizzato in grado di spiegare i fenomeni fisici alla base del complesso sistema di lune e satelliti pastori attorno a Saturno. Questo modello, secondo i ricercatori, potrebbe anche spiegare i meccanismi ancora non compresi sulla formazione dei sistemi planetari.

L'anello F attorno a Saturno è di particolare interesse per gli scienziati, in quanto è in continuo cambiamento su scale che variano da poche ore ad anni interi. Si tratta anche dell'unico posto nel nostro sistema solare in cui collisioni importanti vengono registrate quotidianamente.
Qui, dal 2006, la sonda americana Cassini ha scoperto moltissimi satelliti naturali minori, in contrasto con le previsioni degli scienziati. Prima di allora, si pensava infatti che le potenti forze di marea azzerassero quasi del tutto l'accumulo di particelle che si sarebbero poi evolute in un piccolo corpo celeste. Gli scienziati non riuscivano a spiegare il sovraffollamento dell'anello F.
Come scrivono i ricercatori in un articolo sul Scientific Reports, i processi all'opera attorno a questo e agli altri anelli di Saturno possono essere paragonati a quelli di un disco protoplanetario, e perciò comprenderli sarebbe la chiave per capire i segreti del nostro sistema solare.
«Gli anelli di Saturno ci offrono un laboratorio astrofisico vicino per studiare e osservare in tempo reali molti meccanismi e processi che ipotizziamo possano avvenire nei dischi, grazie alla sonda Cassini», spiega Phil Sutton. «E l'anello F di Saturno è probabilmente il più attivo del sistema solare. Ecco perché pensiamo che sia così affascinante».
Il modello sviluppato dagli scienziati ha dimostrato che il satellite pastore Prometeo influenza direttamente la formazione dei satelliti minori nell'anello F. Questi satelliti minori possono a loro volta generare altre strutture.
A causa di cambiamenti periodici dell'asse di rotazione di Prometeo, il satellite ha dei passaggi ravvicinati con l'orbita ellittica dell'anello. Durante questi incontri ravvicinati, Prometeo si sposta verso l'anello per poi allontanarsi subito dopo, creando strutture che inglese sono chiamate streamer channels.
Precedenti modelli numerici avevano simulato l'incontro tra Prometeo e un anello senza massa e senza particelle in interazione tra loro. Dopo alcuni periodi orbitali dal primo incontro, la densità delle particelle ai bordi di questi canali era già aumenta notevolmente; nonostante ciò, questi modelli non erano in grado di spiegare l'affollamento di satelliti minori osservato da Cassini.
«Nel nostro articolo descriviamo il nostro modello numerico che ha preso in considerazione l'anello F con la sua massa e nel quale le particelle interagivano gravitazionalmente», spiega Sutton. «Ciò che vediamo è un'accelerazione nell'aumento della densità di alcuni punti ai bordi dei canali rispetto agli studi precedenti. Questo aumento è del 5% circa per ogni periodo orbitale per le prime cinque orbite, confrontato all'aumento dello 0% nelle stesse regioni nello stesso periodo nei modelli senza l'interazione tra le particelle dell'anello F».
«Dove tutte le particelle dell'anello F interagiscono tra di loro, vediamo un moto più "fluido". Questo moto crea turbolenze e successivi vortici all'interno dell'anello F».
«I vortici hanno già dimostrato più volte di offrire una scorciatoia alla formazione dei pianeti nei dischi protoplanetari, ammassando le particelle verso il loro centro. Qui abbiamo dimostrato che la stessa idea può essere applicata alla formazione dei satelliti negli anelli di Saturno. E questo meccanismo spiegherebbe la proliferazione di satelliti minori osservata da Cassini».

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NASA
Un nuovo modello spiega il sovraffollamento di satelliti attorno a Saturno Un nuovo modello spiega il sovraffollamento di satelliti attorno a Saturno Reviewed by Pietro Capuozzo on 15.2.13 Rating: 5
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