Cassini e le scoperte su Saturno le sue lune e i suoi anelli

Bella immagine di Saturno

Gli scienziati non hanno mai studiato prima la dimensione, la temperatura, la composizione e la distribuzione degli anelli di Saturno dall'orbita di Saturno. La sonda Cassini ha catturato straordinarie interazioni tra anello e anello, ha osservato la più bassa temperatura dell'anello mai registrata su Saturno, ha scoperto che la luna Encelado è la fonte per l'anello di Saturno ed ha visto gli anelli all'equinozio quando la luce solare colpisce gli anelli, senza rivelare mai - le caratteristiche ed i dettagli dell'anello precedenti.

Le particelle che compongono gli anelli di Saturno variano in dimensioni dal più piccolo di un granello di sabbia a grandi come le montagne.

Cassini ha scoperto che i getti d'acqua della luna Encelado forniscono gran parte del materiale nell'anello elettronico di Saturno, un anello diffuso al di fuori degli splendidi anelli principali.

Cassini  ha studiato le caratteristiche degli anelli di Saturno chiamati "raggi", che possono essere più lunghi del diametro della Terra. Si pensa che siano fatti di minuscole particelle ghiacciate che vengono sollevate da una carica elettrostatica e durano solo poche ore.

Durante l'equinozio di Saturno, quando gli anelli si affacciano sul bordo del sole, Cassini osservava le particelle d'anello producendo ombre allungate che hanno rivelato inaspettatamente un enorme pezzo d'anello che misurò chilometri di grandezza.

Nessun altro pianeta nel nostro sistema solare ha anelli splendidi come Saturno. Sono così espansive e luminose che sono stati scoperti non appena gli esseri umani hanno cominciato a puntare i telescopi al cielo notturno. Galileo Galilei è stato il primo a conoscere i cieli attraverso un telescopio. Ha assicurato la sua posizione di collisione astronomica quando ha scoperto le quattro più grandi lune di Giove nel 1610. Saturno è quasi due volte lontano dal Sole come Giove, eppure gli anelli di Saturno sono così grandi e brillanti che Galileo li ha scoperti nello stesso anno che ha visto le lune di Giove . 

Cassini ha osservato che alcune delle lune di Saturno rubano le particelle d'anello, e altre lune contribuiscono alle particelle degli anelli.

Nei 400 anni dalla scoperta di Galileo, gli anelli sono diventati la caratteristica rivelatrice di Saturno e sono forse la caratteristica più riconosciuta di qualsiasi mondo del nostro sistema solare. Cassini ha passato più di un decennio ad esaminarli più in profondità rispetto a qualsiasi veicolo spaziale.

Oltre a Saturno e le sue lune, gli anelli sono uno dei tre componenti primari del sistema Saturno. Gli anelli sono generalmente spessi di circa 30 metri (10 metri) e sono quasi completamente composti da miliardi (se non trilioni) di pezzi di ghiaccio d'acqua,

che vanno dalla dimensione più piccola di un granello di sabbia alla dimensione di una montagna.

La missione di Cassini ha aiutato gli scienziati a capire alcuni dei comportamenti sconosciuti degli anelli e osservare alcuni nuovi. 

Per comprendere meglio la dimensione e la distribuzione delle particelle d'anello, così come quello di cui sono fatti, Cassini ha studiato come la luce delle stelle lontane cambia quando passa attraverso gli anelli e come la luce della nostra stella riflette da loro. Ha anche osservato che alcune delle lune di Saturno rubano le particelle d'anello e altre lune contribuiscono alle particelle degli anelli.

Cassini ha scoperto che gran parte del materiale per l'anello E di Saturno, un anello diffuso al di fuori dei brillanti, anelli principali, deriva dalla luna Encelado, che sta sfogliando particelle gelide e gettando lo spazio nello spazio in orbita di Saturno. La nave spaziale ha anche osservato che la maggior parte delle orbite interne di Saturno all'interno degli anelli (alcune parziali e complete di particelle) hanno spazzato via le superfici delle lune da impatti micrometeorici.

Cassini ha anche scoperto caratteristiche che sembrano eliche, a volte lunghe diverse migliaia di chilometri. Gli strumenti del veicolo spaziale hanno osservato per la prima volta le formazioni nel 2006. Le eliche sono prodotte dall'influenza gravitazionale di moonlets, grumi di materiale anulare stimati di circa mezzo chilometro (circa 1 chilometro) di diametro, più piccole di una luna ma più grandi di particelle particolari dell'anello. Le moonlets lanciano le particelle circostanti centinaia di metri sopra e sotto l'anello, producendo le caratteristiche immagini di Cassini.

Le particelle dell'anello sono calciate nello stesso modo in cui una barca in movimento crea una sveglia. Le particelle d'anello più vicine a Saturno si muovono più velocemente della moonlet, mentre quelle più lontane da Saturno si muovono più lentamente della moonlet e l'interazione è gravitazionale, causa una scia che si forma dietro e davanti al moonlet mentre orbita. "È come  se l'acqua si muovesse in due direzioni diverse intorno alla luna, -ha detto Linda Spilker, scienziato del progetto per la missione Cassini-  e mentre assomigliano alle eliche, in realtà non ruotano.”

Alcune delle più importanti rivelazioni legate all'anello di Cassini si sono avute dopo che ebbe completato la sua missione primaria di quattro anni e, quando la navicella era a Saturno per un evento celeste comune. , Cassini . l'11 agosto 2009, è diventato l'unica nave spaziale che abbia dato una vista ravvicinata degli anelli di Saturno durante l'equinozio del pianeta.

Un pianeta sul bordo

Come la Terra, l'asse di rotazione di Saturno è inclinato. Per metà di un anno di Saturno, il pianeta circondato sembra piegarsi verso il Sole, che poi illumina la parte superiore degli anelli. Per l'altra metà dell'anno, Saturno sembra appoggiarsi indietro, e il Sole illumina il polo sud di Saturno e il fondo degli anelli. Tuttavia, per due brevi periodi in ognuna delle orbite di Saturno del Sole, il bordo dell'anello non si colloca al di sotto o al di sopra del Sole, ma direttamente ad esso. Questo evento, chiamato equinozio, dà agli emisferi settentrionali e meridionali di Saturno pari quantità di luce solare per un breve periodo di tempo. Saturno richiede circa 30 anni del tempo sulla Terra per orbitare attorno al Sole, quindi il suo equinozio si registra solo una volta ogni 15 anni.

Allo stesso modo in cui un albero al tramonto può avere un'ombra molte volte superiore all'altezza effettiva dell'albero, l'equinozio di Saturno ha prodotto ombre che hanno ingrandito le caratteristiche dell'anello troppo sottili da osservare. "Volevamo vedere se gli anelli erano deformati, -ha detto Spilker- e non lo sono." Le osservazioni di Cassini hanno dimostrato che, in alcuni luoghi, gli anelli di Saturno sono molto meno lisci di quanto pensavano gli scienziati.

Numerosi zoccoli gelidi negli anelli gettarono grandi ombre sugli anelli. Gli scienziati hanno pensato di misurare le caratteristiche IN metri, ma hanno scoperto che le maggiori caratteristiche di fusione ombra erano chilometri sopra le particelle circostanti. Alcuni dei grumi e degli urti erano alti come quelli delle Montagne Rocciose.

Durante l'equinozio, Cassini ha anche monitorato la temperatura degli anelli con uno spettrometro a infrarossi , in quanto la temperatura aiuta gli scienziati a capire la composizione, la dimensione, la forma e altre caratteristiche delle particelle di anello. Perché la luce del Sole stava colpendo gli anelli sul loro bordo piuttosto che sulla loro faccia larga, le temperature negli anelli cadeva ad un livello inferiore che nessuno aveva prima registrato. Cassini ha visto l’anello-A, per esempio, raffreddare fino a meno 230 gradi Celsius.

Inoltre, Cassini ha usato l'equinozio per osservare alcuni fenomeni conosciuti poco compresi. Una di queste caratteristiche sono i "raggi". Individuati dalla sonda spaziale Voyager negli anni '80, i raggi sono così chiamati perché sono caratteristiche radiali delle dita, o cunei, radiali degli anelli di Saturno che ruotano insieme agli anelli e, che ricordano i raggi in una ruota.

I raggi sono ritenuti fatti di piccole particelle di ghiaccio sollevate sopra la superficie degli anelli da una carica elettrostatica, il modo in cui un pallone staticamente caricato tenuto sopra la testa di una persona solleva i propri capelli, ma su una scala stupefacente. I raggi possono essere lunghi oltre 16.000 chilometri, maggiori  quindi del diametro della Terra. Nonostante la loro dimensione, i raggi possono arrivare e andare molto rapidamente. Possono formarsi nel tempo che ti porta a mangiare la prima colazione e poi scompaiono prima di sedersi per il pranzo.

I raggi erano invisibili dal 1998 al 2005, l’anno dopo che Cassini è entrato nell'orbita di Saturno, un fatto che sorprende gli scienziati. E nel 2008 i raggi sono comparsi di nuovo, e Cassini ha catturato immagini, alcune delle quali sono state legate in un video.

Spoke, clumps, eliche, moonlets, anelli che formano le lune e le lune che fanno gli anelli - si può solo indovinare come Galileo avrebbe reagito se fosse stato in grado di vedere le caratteristiche misteriose di Saturno come Cassini e tutto il mondo possono ora vederli.