Anelli planetari, origini turbolente

Hanno affascinato gli astronomi a partire dal XVII secolo, fino all’avvento delle missioni Voyager della NASA sono stati un rompicapo, la sonda NASAESAASI Cassini li ha ripetutamente immortalati e tuttora sono sotto osservazione per chiarirne l’origine. Si tratta degli anelli di Saturno (foto accanto), l’elemento più caratteristico dell’imponente pianeta gassoso, che contraddistingue – sebbene in maniera meno vistosa – anche altri due corpi celesti del Sistema Solare esterno, Urano (foto in basso) e Nettuno. Queste particolari strutture sono state recentemente oggetto di uno studio, coordinato dall’Università di Kobe (Giappone), i cui risultati sono stati presentati nell’articolo “Ring formation around giant planets by tidal disruption of a single passing large Kuiper belt object”, pubblicato sulla rivista Icarus. Il punto di partenza per il team di ricercatori è stato il ‘Signore degli Anelli’ spaziale per antonomasia, per poi volgere lo sguardo verso gli ultimi due pianeti del Sistema Solare. Le simulazioni informatiche utilizzate per studiare Saturno, infatti, sono risultate applicabili pure ad altri corpi celesti dotati di anelli, consentendo agli esperti di fornire una spiegazione anche per le differenze nella composizione tra gli anelli di Saturno, Urano e Nettuno. Lo studio ha preso soprattutto in esame quel periodo di instabilità che si è verificato nel Sistema Solare circa 4 miliardi di anni fa e che è definito ‘intenso bombardamento tardivo’ (noto anche con la sigla LHB, Late Heavy Bombardment). Gli scienziati ritengono che in quell’epoca svariati e piccoli oggetti celesti situati oltre Nettuno, una volta entrati nel Sistema Solare, si siano trovati in una condizione di instabilità orbitale a causa delle interazioni con i pianeti giganti e abbiano dato luogo ad una serie di collisioni con i corpi celesti già formati. Proprio alla fase LHB secondo gli studiosi, risalirebbero i crateri che tempestano la superficie della Luna.

Urano e i suoi anelli visti da Hubble (Credits: NASA) Nel modello dell’Università di Kobe è stata simulata l’esistenza di migliaia di oggetti di grandezza simile a quella di Plutone provenienti dalla Fascia di Kuiper, la remota zona del nostro sistema planetario popolata da corpi ghiacciati.I ricercatori, in base a calcoli di probabilità, ritengono che questi corpi siano passati sufficientemente vicino ai pianeti giganti per essere distrutti durante il periodo LHB. Saturno, Urano e Nettuno avrebbero quindi sperimentato ripetutamente degli ‘incontri ravvicinati’ con tali oggetti.I dati ottenuti dalle simulazioni hanno poi messo in luce come in molti casi frammenti di questi corpi erranti siano stati ‘catturati’ nelle orbite dei pianeti. Le dimensioni di questi spezzoni sarebbero state comprese tra lo 0,1 e il 10% della massa iniziale. Il modello elaborato dal team di ricerca può anche spiegare le differenze di composizione tra gli anelli dei pianeti presi in considerazione. Gli studiosi hanno ipotizzato un oggetto della Fascia di Kuiper con un ‘cuore’ roccioso rivestito da strati di ghiaccio e la sua differente reazione nel passaggio in prossimità degli ultimi tre pianeti del Sistema Solare.Nel caso di Urano e Nettuno, caratterizzati da una densità maggiore rispetto a Saturno, l’oggetto in questione si troverebbe a subire una forza molto intensa che potrebbe disgregare sia il nucleo roccioso che il rivestimento di ghiaccio; i suoi frammenti quindi andrebbero a costituire anelli che includono anche particelle rocciose. Nel caso di Saturno, la cui densità è minore, l’oggetto sarebbe intaccato solo nella sua copertura ghiacciata e le schegge derivanti sarebbero all’origine della particolare natura dei suoi anelli.

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