Maggio 26, 2024

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Gli anelli di Saturno sono piccoli e possono scomparire rapidamente

Gli anelli di Saturno sono piccoli e possono scomparire rapidamente

Questa era una vista di Cassini dall’orbita attorno a Saturno il 2 gennaio 2010. In questa immagine, gli anelli sul lato notturno del pianeta sono stati illuminati in modo significativo, rivelando le loro caratteristiche più chiaramente. Sul lato giorno, gli anelli sono illuminati dalla luce solare diretta e dalla luce riflessa dalle cime delle nuvole di Saturno. Questo paesaggio a colori naturali è un composto di immagini scattate in luce visibile con la telecamera ad angolo stretto della sonda Cassini a una distanza di circa 1,4 milioni di miglia (2,3 milioni di chilometri) da Saturno. La sonda Cassini ha concluso la sua missione il 15 settembre 2017. Crediti: ASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Cassini mission data suggests that Saturn’s rings are young, possibly only a few hundred million years old, and could disappear in a similar timescale. The rings’ mass, purity, and debris accumulation rates indicate their relatively young age and short lifespan. Two studies show that the rings formed relatively recently and are rapidly losing mass, while a third predicts their disappearance within the next few hundred million years.

While no human could ever have seen Saturn without its rings, in the time of the dinosaurs, the planet may not yet have acquired its iconic accessories – and future Earth dwellers may again know a world without them.

Three recent studies by scientists at NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley examine data from NASA’s Cassini mission and provide evidence that Saturn’s rings are both young and ephemeral – in astronomical terms, of course.

The new research looks at the mass of the rings, their “purity,” how quickly incoming debris is added, and how that influences the way the rings change over time. Put those elements together, and one can get a better idea of how long they’ve been around and the time they’ve got left.

Saturn Ring King

Although all four giant planets have ring systems, Saturn’s is by far the most massive and impressive. Scientists are trying to understand why by studying how the rings have formed and how they have evolved over time. Three recent studies by NASA researchers and their partners provide evidence that the rings are a relatively recent addition to Saturn and that they may last only another few hundred million years. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

The rings are almost entirely pure ice. Less than a few percent of their mass is non-icy “pollution” coming from micrometeoroids, such as asteroid fragments smaller than a grain of sand. These constantly collide with the ring particles and contribute debris to the material circling the planet. The rings’ age has been hard to pin down, because scientists hadn’t yet quantified this bombardment in order to calculate how long it must have been going on.

Now, one of the three new studies[1] Dà un’idea migliore del tasso totale di arrivo di materiale non glaciale e, quindi, di quanto deve aver “inquinato” gli anelli dalla loro formazione. Questa ricerca, condotta dall’Università del Colorado, Boulder, indica anche che i micrometeoriti non arrivano così velocemente come pensano gli scienziati, il che significa che la gravità di Saturno potrebbe trascinare la materia in modo più efficace negli anelli. Questa prova continua dicendo che gli anelli non possono essere esposti a questa grandinata cosmica per più di poche centinaia di milioni di anni – una piccola frazione di Saturno e dei 4,6 miliardi di anni del sistema solare.

A sostegno di questa conclusione è il secondo documento,[2] Guidato dall’Università dell’Indiana, che assume un’angolazione diversa sul costante battito degli anelli da parte di piccole rocce spaziali. Gli autori dello studio hanno identificato due cose che sono state ampiamente trascurate nella ricerca. In particolare, stavano osservando la fisica che governa l’evoluzione a lungo termine degli anelli e hanno scoperto che due componenti importanti erano il bombardamento di micrometeoriti e il modo in cui i detriti di quelle collisioni sono distribuiti all’interno degli anelli. La presa in considerazione di questi fattori mostra che gli anelli avrebbero potuto raggiungere la loro massa attuale in poche centinaia di milioni di anni. I risultati indicano anche che, poiché sono così giovani, probabilmente si sono formati quando le forze gravitazionali instabili all’interno del sistema di Saturno hanno distrutto alcune delle sue lune ghiacciate.

“L’idea che gli iconici anelli maggiori di Saturno possano essere una caratteristica recente del nostro sistema solare è stata controversa”, ha affermato Jeff Causey, ricercatore di Ames e coautore di uno dei recenti articoli, “ma le nostre nuove scoperte completano una tripletta di Misure di Cassini che rendono questa scoperta difficile da evitare”. Causey ha anche lavorato come scienziato interdisciplinare nella missione Cassini sugli anelli di Saturno.

Saturno, quindi, potrebbe essere stato più di 4 miliardi di anni prima che adottasse la sua forma attuale. Ma per quanto tempo puoi contare di indossare i bellissimi anelli che conosciamo oggi?

La missione Cassini ha scoperto che gli anelli stanno rapidamente perdendo massa, poiché il materiale cade dalle regioni più profonde del pianeta. Terza carta[3] Inoltre, guidato dall’Università dell’Indiana, determina per la prima volta la velocità con cui la materia anellata si sposta in questa direzione e i meteoriti giocano ancora un ruolo. Le loro collisioni con le particelle dell’anello esistenti e il modo in cui i detriti risultanti vengono lanciati verso l’esterno si combinano per formare una sorta di nastro trasportatore per il movimento che trasporta il materiale dell’anello verso Saturno. Calcolando cosa significano tutte quelle particelle in streaming per la loro eventuale scomparsa nel pianeta, i ricercatori hanno escogitato alcune dure notizie per Saturno: potrebbe perdere i suoi anelli nelle prossime centinaia di milioni di anni.

“Penso che questi risultati ci dicano che il costante bombardamento di tutti questi detriti alieni non solo inquina gli anelli planetari, ma dovrebbe anche indebolirli nel tempo”, ha affermato Paul Estrada, ricercatore presso Ames e coautore di tutti e tre gli studi. “Forse[{” attribute=””>Uranus’ and Neptune’s diminutive and dark rings are the result of that process. Saturn’s rings being comparatively hefty and icy, then, is an indication of their youth.”

Young rings but – alas! – relatively short-lived, as well. Instead of mourning their ultimate demise, though, humans can feel grateful to be a species born at a time when Saturn was dressed to the nines, a planetary fashion icon for us to behold and study.

References:

“Micrometeoroid infall onto Saturn’s rings constrains their age to no more than a few hundred million years” by Sascha Kempf, Nicolas Altobelli, Jürgen Schmidt, Jeffrey N. Cuzzi, Paul R. Estrada and Ralf Srama, 12 May 2023, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.adf8537

“Constraints on the initial mass, age and lifetime of Saturn’s rings from viscous evolutions that include pollution and transport due to micrometeoroid bombardment” by Paul R. Estrada and Richard H. Durisen, 9 May 2023, Icarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115296

“Large mass inflow rates in Saturn’s rings due to ballistic transport and mass loading” by Richard H. Durisen and Paul R. Estrada, 9 May 2023, Icarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115221

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