In una notte limpida, con un buon telescopio amatoriale, è abbastanza facile vedere Saturno e la sua serie di straordinari anelli. Si tratta di uno degli spettacoli più suggestivi che offre il nostro sistema solare. Ma come sono nati quegli anelli? E cosa possono dirci su Saturno e le sue lune, alcune delle quali sono ritenute dagli scienziati della NASA luoghi in cui, potenzialmente, potrebbe esserci vita?
Una serie di simulazioni al supercomputer ha offerto una risposta al mistero delle origini degli anelli, che potrebbero essere il risultato di una massiccia collisione.
Secondo una nuova ricerca pubblicata il 27 settembre su The Astrophysical Journal dalla NASA e dai suoi partner, gli anelli di Saturno potrebbero essersi evoluti dai detriti di due lune ghiacciate che si scontrarono e si frantumarono alcune centinaia di milioni di anni fa. I detriti che non sono finiti negli anelli potrebbero anche aver contribuito alla formazione di alcune delle attuali lune di Saturno.
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Le simulazioni
La missione Cassini della NASA ha aiutato gli scienziati a capire quanto siano giovani, dal punto di vista astronomico, gli anelli di Saturno e probabilmente alcune delle sue lune. Quella consapevolezza ha aperto nuove domande su come si sono formati. Per saperne di più, il gruppo di ricerca si è rivolto alla sede dell’Università di Durham della struttura di supercalcolo Distributed Research using Advanced Computing (DiRAC) nel Regno Unito.
Hanno sviluppato modelli adatti a simulare le diverse possibili collisioni tra antiche lune. Queste simulazioni sono state condotte con una risoluzione più di 100 volte superiore rispetto a studi precedenti, utilizzando il codice di simulazione open source SWIFT e fornendo agli scienziati le migliori informazioni sulla storia del sistema di Saturno.
Gli anelli di Saturno oggi si trovano vicino al pianeta, entro quello che è noto come limite di Roche, l’orbita più lontana dove la forza gravitazionale di un pianeta è abbastanza potente da disintegrare corpi più grandi di roccia o ghiaccio che si avvicinano. Il materiale finito in un’orbita più lontana potrebbe essersi potenzialmente aggregato formando nuove lune.
Il ruolo del ghiaccio
Simulando quasi 200 diverse versioni dell’impatto, il team ha scoperto che un’ampia gamma di scenari di collisione potrebbero disperdere la giusta quantità di ghiaccio nel limite di Roche di Saturno, dove potrebbe formare gli anelli. E, anche se spiegazioni alternative non sono state in grado di mostrare perché non ci sarebbe quasi nessuna roccia negli anelli di Saturno – sono fatti quasi interamente di pezzi di ghiaccio – questo tipo di collisione potrebbe spiegarlo.
“Questo scenario porta naturalmente ad anelli ricchi di ghiaccio”, ha affermato Vincent Eke, professore associato presso il Dipartimento di fisica/Istituto di cosmologia computazionale dell’Università di Durham e coautore dell’articolo. “Quando le lune progenitrici ghiacciate si scontrano l’una con l’altra, la roccia nei nuclei dei corpi in collisione viene dispersa meno ampiamente del ghiaccio sovrastante”.
In sostanza, la parte rocciosa, più pesante, delle lune che si presume si siano scontrate, potrebbe essere rimasta su un’orbita più bassa ed essere, con il tempo, ricaduta su Saturno, mentre i detriti di ghiaccio finiti sul limite di Roche sarebbero rimasti in orbita, continuando a collidere tra loro fino, a spalmare frammenti lungo tutta l’orbita, generando quel meraviglioso spettacolo degli anelli che oggi possiamo vedere.
