L’origine degli anelli di Saturno

Un team di ricercatori guidato da Hyodo Ryuki della Kobe University, ha presentato un nuovo modello per spiegare l’origine degli anelli di Saturno, basato su simulazioni al computer. I risultati, pubblicati sulla rivista Icarus, sono applicabili ad anelli di altri pianeti giganti e possono spiegare le differenze di composizione tra gli anelli di Saturno e Urano.

Lo studio pone l’accento su un periodo risalente a 4 miliardi di anni fa e chiamato intenso bombardamento tardivo (Late Heavy Bombardment, LHB), quando la migrazione dei pianeti giganti verso l’esterno avrebbe causato instabilità nelle orbite di una varietà di oggetti presenti nel Sistema Solare esterno, al di là di Nettuno. I ricercatori hanno calcolato la probabilità che durante quel periodo corpi celesti di dimensione simile a Plutone passassero abbastanza vicino ai giganti da essere distrutti dalle forze mareali, e i risultati hanno mostrato che Saturno, Urano e Nettuno potrebbero aver sperimentato ripetuti incontri ravvicinati di questo tipo.

Il team ha utilizzato simulazioni per indagare sulla distruzione di questi oggetti nel caso di passaggio nelle vicinanze dei pianeti giganti. I risultati variano a seconda delle condizioni iniziali, come la rotazione degli oggetti in transito e la distanza del loro massimo avvicinamento. Tuttavia è stato calcolato che in molti casi frammenti di materiale compresi tra lo 0,1 e il 10 percento della massa iniziale dell’oggetto in transito potrebbero essere stati portati ad orbitare attorno ai grandi pianeti. In altre parole, gli anelli attorno ai pianeti giganti si sarebbero formati quando oggetti sufficientemente massicci sono passati molto vicino ai giganti e sono stati frammentati, sottoposti a ripetute collisioni e “catturati” nell’orbita dei pianeti.

Il modello può spiegare anche la differenza di composizione tra gli anelli di Saturno e Urano. Se paragonato a Saturno, Urano (e anche Nettuno) ha una densità maggiore, quindi gli oggetti nel caso di passaggio ravvicinato avrebbero sperimentato forze mareali molto intense.

Come risultato, se gli oggetti presentavano strutture stratificate con un nucleo roccioso e un mantello ghiacciato, in caso di passaggio vicino ad Urano e Nettuno sarebbe stato distrutto e acquisito il nucleo roccioso oltre al rivestimento di ghiaccio, portando alla formazione di anelli che presentano anche composizione rocciosa. Tuttavia, nel caso di Saturno, sarebbe stato distrutto solo il mantello, con la conseguente formazione di anelli ghiacciati.

Queste scoperte dimostrano che gli anelli dei pianeti giganti sono un naturale sottoprodotto del processo di formazione dei pianeti nel nostro Sistema Solare, con la conseguenza che i pianeti giganti scoperti attorno ad altre stelle potrebbero possedere anelli che si sono formati tramite un processo analogo.

[ Barbara Bubbi ]

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/10/161031085936.htm

Image Credit:NASA/JPL/Space Science Institute