Anelli: quasi tutta acqua ghiacciata

Hanno un’estensione di quaranta miliardi di chilometri quadrati, uno spessore di circa cento metri, sono potenzialmente infiniti e circondano uno dei pianeti più grandi del Sistema Solare. Stiamo parlando degli anelli di Saturno, di cui finalmente conosciamo la composizione grazie alle immagini e i rilevamenti effettuati dalla Sonda Cassini. Al 90-95 per cento si tratta di ghiaccio d’acqua puro: dove le particelle sono più dense, gli anelli risultano più brillanti, mentre laddove sono più rarefatte, questi appaiono più scuri. Lo studio, condotto da Jeff Cuzzi, ricercatore della Nasa-Ames, è stato pubblicato su Science.

La storia di questa ricerca comincia quasi sei anni fa quando, il 6 giugno del 2004, la sonda Cassini raggiunse il sistema di Saturno, permettendo osservazioni ravvicinate e da punti di vista privileggiati. “Per esempio – racconta a Galileo Gianrico Filacchione dell’Inaf-Iasf di Roma, che ha partecipato allo studio – da Terra possiamo osservare gli anelli nel solo lato illuminato dal Sole. Grazie alla sonda, invece, è stato possibile osservarli anche con il Sole di fronte. Questo permette di studiarne la composizione e la distribuzione: si sfruttano le osservazioni ‘contro sole’ (in forward-scattering) per poter mettere in evidenza le particelle più sottili”.

Inoltre, grazie allo spettrometro Vims, i ricercatori hanno potuto analizzare l’intero spettro elettromagnetico sia nella campo della luce visibile sia in quello della luce infrarossa. Il canale per osservare la luce visibile è stato realizzato dall’Agenzia spaziale italiana (Asi) e le analisi dei dati ottenuti sono state condotte dallo stesso Filacchione: “Con le informazioni ottenute da Vims, che scinde la luce visibile e infrarossa in 352 bande di colori, abbiamo ottenuto lo spettro completo nelle varie zone degli anelli e abbiamo potuto scoprire che sono per il 95 per cento di acqua”.

Il restante cinque per cento, però, per Filacchione rapppresenta il dato più interessante: “Il ghiaccio di acqua puro nello spettro del visibile dovrebbe apparire di colore bianco o, al massimo, un poco azzurro. Gli anelli di Saturno, invece, ci appaiono arrossati. La causa è la presenza di alcune particelle contaminanti che, secondo le nostre ipotesi, possono essere composti del carbonio o composti del ferro dell’ordine di grandezza di pochissimi nanometri”. I dati smentiscono invece le ipotesi circa la presenza di anidride carbonica, ammoniaca o metano (composti osservati in piccole percentuali sulle lune ghiacciate del pianeta).

Per gli astronomi che studiano il Sistema Solare, questo della composizione degli anelli di Saturno era uno dei misteri più intriganti. Per svelarlo, i ricercatori hanno dovuto analizzare centinaia e centinaia di immagini e dati relativi a tutti i quaranta miliardi di chilometri quadrati di estensione degli anelli. E il lavoro è ancora a metà. La sonda, infatti, continuerà a orbitare intorno al pianeta fino al 2017, mandando continuamente nuovi dati e nuove immagini. “Saturno ha superato da pochi mesi l’equinozio e gli anelli iniziano a inclinarsi nuovamente”, spiega ancora Filacchione: “Potremo quindi studiare un fenomeno molto particolare, quello degli spokes, una specie di anomalia”.

Queste sono formazioni radiali che si trovano a orbitare sull’anello B, osservate dalle missioni Voyager negli anni Ottanta. Sono strutture formate da particelle microscopiche e possono essere osservate solo quando il piano degli anelli si inclina rispetto al Sole, proprio come sta accadendo in questo momento. “Infine – conclude Filacchione – studieremo le interazioni dinamiche tra gli anelli e le lune esterne di Saturno”.

Riferimento: DOI: 10.1126/science.1179118