L’ipotesi potrebbe spiegare alcune cose sul pianeta una volta ritenute non correlate
Gli anelli iconici di Saturno sono un mistero. Così è la sua orbita inclinata. Una sola luna mancante potrebbe spiegare entrambi.
Una singola luna condannata potrebbe chiarire un paio di misteri su Saturno.
Questa ipotetica luna scomparsa, soprannominata Crisalide, avrebbe potuto aiutare a ribaltare Saturnoi ricercatori suggeriscono il 15 settembre a Scienza. Il conseguente caos orbitale potrebbe quindi aver portato alla scomparsa della luna, distruggendola per formare gli iconici anelli che circondano il pianeta oggi.
“Ci piace perché è uno scenario che spiega due o tre cose diverse che in precedenza non si pensava fossero correlate”, afferma il coautore dello studio Jack Wisdom, uno scienziato planetario del MIT. “Gli anelli sono legati all’inclinazione, chi l’avrebbe mai immaginato?”
Gli anelli di Saturno sembrano sorprendentemente giovani, di soli 150 milioni di anni o giù di lì (SN: 14/12/17). Se i dinosauri avessero avuto telescopi, avrebbero potuto vedere un Saturno senza anelli. Un’altra caratteristica misteriosa del gigante gassoso è la sua inclinazione di quasi 27 gradi rispetto alla sua orbita attorno al sole. Quell’inclinazione è troppo grande per essersi formata quando l’ha fatto Saturno o per essere il risultato di collisioni che hanno fatto cadere il pianeta.
Come un satellite scomparso ha formato l’inclinazione di Saturno e i suoi anelli
Quando si formò Saturno, il suo asse di rotazione era probabilmente vicino a dritto su e giù (1). Ma quando la luna Titano si è allontanata da Saturno, le interazioni tra Titano, un’altra luna chiamata Crisalide e il pianeta Nettuno potrebbero aver contribuito a inclinare Saturno di 36 gradi (2). Ne seguì il caos, che portò alla distruzione di Chrysalis. La luna triturata ha formato gli anelli di Saturno e la sua perdita ha permesso all’angolo di inclinazione di Saturno di rilassarsi leggermente fino al suo valore attuale di circa 27 gradi (3).
Una luna condannata
Gli scienziati planetari sospettano da tempo che l’inclinazione sia correlata a Nettuno, a causa di una coincidenza nei tempi tra il modo in cui i due pianeti si muovono. L’asse di Saturno oscilla, o precesse, come una trottola. Anche l’intera orbita di Nettuno attorno al sole oscilla, come un hula hoop in difficoltà.
I periodi di entrambe le precessioni sono quasi gli stessi, fenomeno noto come risonanza. Gli scienziati hanno teorizzato che la gravità delle lune di Saturno, in particolare la luna più grande, Titano, aiutasse le precessioni planetarie ad allinearsi. Ma alcune caratteristiche della struttura interna di Saturno non erano note abbastanza bene per dimostrare che i due tempi erano correlati.
Wisdom e colleghi hanno utilizzato misurazioni di precisione del campo gravitazionale di Saturno dalla navicella Cassini, precipitata su Saturno nel 2017 dopo 13 anni in orbita attorno al gigante gassoso, per capire i dettagli della sua struttura interna (SN: 15/9/17). In particolare, il team ha elaborato il momento di inerzia di Saturno, una misura di quanta forza è necessaria per ribaltare il pianeta. Il team ha scoperto che il momento di inerzia è vicino, ma non esattamente, a quello che sarebbe se la rotazione di Saturno fosse in perfetta risonanza con l’orbita di Nettuno.
“Sosteniamo che sia così vicino, non potrebbe essere accaduto per caso”, dice Wisdom. “Ecco dove è arrivato questo satellite Chrysalis.”
Dopo aver considerato una serie di altre spiegazioni, Wisdom e colleghi si sono resi conto che un’altra piccola luna avrebbe aiutato Titano a portare in risonanza Saturno e Nettuno aggiungendo i propri rimorchi gravitazionali. Titano si allontanò da Saturno finché la sua orbita non si sincronizzò con quella di Crisalide. I calci gravitazionali potenziati della luna più grande hanno mandato la luna più piccola condannata a una danza caotica. Alla fine, Chrysalis si avvicinò così tanto a Saturno da sfiorare le cime delle nubi del pianeta gigante. Saturno ha fatto a pezzi la luna e lentamente ha macinato i suoi pezzi negli anelli.
Calcoli e simulazioni al computer hanno mostrato che lo scenario funziona, anche se non sempre. Su 390 scenari simulati, solo 17 si sono conclusi con la disintegrazione di Chrysalis per creare gli anelli. Inoltre, anche gli anelli massicci e sorprendenti come quelli di Saturno sono rari.
Il nome Chrysalis deriva da quel finale spettacolare: “Una crisalide è un bozzolo di farfalla”, dice Wisdom. “Il satellite Chrysalis è rimasto inattivo per 4,5 miliardi di anni, presumibilmente. Poi all’improvviso ne emersero gli anelli di Saturno”.
La storia sta insieme, dice lo scienziato planetario Larry Esposito dell’Università del Colorado Boulder, che non è stato coinvolto nel nuovo lavoro. Ma non è del tutto convinto. “Penso che sia tutto plausibile, ma forse non così probabile”, dice. “Se Sherlock Holmes sta risolvendo un caso, anche la spiegazione improbabile potrebbe essere quella giusta. Ma non credo che ci siamo ancora”.
