Lo Spitzer Space Telescope ha spiato un enorme anello attorno a Saturno, la più grande e lontana banda distante in questo mondo inanellato. Quanto è grande questo anello? "Se avessi gli occhi a infrarossi come Spitzer", ha detto Anne Verbiscer, astronoma di ricerca presso l'Università della Virginia, Charlottesville, "dalla Terra, sembrerebbe una luna piena su entrambi i lati di Saturno." È incredibilmente enorme! La maggior parte del suo materiale inizia a circa sei milioni di chilometri (3,7 milioni di miglia) di distanza dal pianeta e si estende verso l'esterno di circa altri 12 milioni di chilometri (7,4 milioni di miglia). Un miliardo di terre potrebbe adattarsi al volume di spazio occupato da questo anello.
Quindi, perché questa gigantesca struttura non è stata rilevata in precedenza?
“È molto, molto debole; estremamente tenue ", ha dichiarato Verbiscer a Space Magazine. "Se tu fossi in piedi sul ring non lo sapresti nemmeno. In un chilometro cubo di spazio ci sono solo 10-20 particelle. Le particelle hanno all'incirca le stesse dimensioni delle particelle di nebbia, ma sono molto diffuse. Stiamo solo osservando le emissioni termiche che queste piccole particelle stanno emettendo; non osserviamo affatto la luce solare riflessa nelle osservazioni che abbiamo fatto con Spitzer. Questo è ciò che rende Spitzer lo strumento perfetto da utilizzare per cercare di trovare una tale struttura di polvere. Questo anello è del tutto analogo ai dischi di detriti attorno ad altre stelle che Spitzer ha osservato. "
Il team di ricerca non si è appena imbattuto in questo anello; lo stavano cercando. Il team comprende Verbiscer, Douglas Hamilton dell'Università del Maryland, College Park e Michael Skrutskie, dell'Università della Virginia, Charlottesville. Hanno usato la telecamera a infrarossi a lunghezza d'onda più lunga su Spitzer, chiamato fotometro a immagine multibanda, e hanno fatto le loro osservazioni nel febbraio 2009 prima che Spitzer rimanesse senza liquido di raffreddamento a maggio e iniziasse la sua missione "calda".
"Per più di 300 anni, le persone hanno cercato di spiegare l'aspetto della luna Iapetus di Saturno (che è stata scoperta da Giovanni Cassini nel 1671) e perché un lato della luna è chiaro e l'altro molto scuro", ha detto Verbiscer. “Negli ultimi 35 anni, un'altra luna, Phoebe è emersa come una possibile spiegazione, poiché esiste una connessione tra quelle due lune. Phoebe stesso è molto, molto scuro, e corrisponde all'albedo o alla luminosità del materiale oscuro dell'emisfero principale di Iapeto. Phoebe ha un'orbita retrograda e Iapetus è in un'orbita di livello professionale. Quindi, se le particelle venissero scaricate da Phoebe e avessero una spirale verso l'interno verso Saturno, avrebbero colpito Iapetus proprio in quell'emisfero principale. "
Verbiscer ha detto che dinamicamente, questa spiegazione per il lato oscuro di Iapetus è stata discussa e ha cercato di essere modellata. Ma nessuno aveva pensato di usare Spitzer per cercare polvere in quella zona. "Quindi, quella era la nostra idea", ha detto. "Il titolo della nostra proposta era" Un nuovo anello di Saturno ". Stavamo sicuramente cercando una struttura di polvere associata a Phoebe e nella stessa orbita, ed è esattamente quello che vediamo."
Verbiscer ha detto che sarebbe molto difficile anche per l'astronave Cassini, e in particolare per le videocamere, vedere questo anello, poiché si presenta solo a infrarossi. Inoltre Cassini è all'interno di questo anello e dovrebbe guardare oltre gli altri anelli di Saturno. "Questo anello è così grande ma ancora così debole, sarebbe difficile sapere quando lo guardavi e quando non lo eri."
L'altezza verticale e l'inclinazione orbitale di questo anello si abbinano perfettamente con l'orbita di Phoebe sul cielo. “Se dovessi tracciare dove Phoebe appare nel tempo mentre gira intorno a Saturno, l'anello si abbina esattamente, ha detto Verbiscer. “Pensa a un quarto di rotazione su un tavolo; l'anello ha la stessa punta verticale e l'orbita di Phoebe fa lo stesso tipo di cose ".
Se le particelle di polvere provenienti da Phoebe stessa o se Phoebe "pastorizza" alcune particelle in quella configurazione, gli scienziati non hanno prove certe, ma molto probabilmente le particelle di polvere provengono da Phoebe. "Non ne abbiamo una ferma conferma, ma è fortemente indicativo che provenga da Phoebe", ha detto Verbiscer. "I materiali tutti insieme equivalgono a ciò che otterresti dallo scavo di un cratere di circa un chilometro di diametro su Phoebe."
Phoebe ha una larghezza di 200 km e un cratere pesante, quindi un cratere di 1 km non è un cratere eccessivamente grande. "Quindi, non possiamo guardare un certo cratere su Phoebe e dire che uno ha creato l'anello", ha spiegato Verbiscer. "È probabile che provenga da diversi impatti più piccoli e l'anello continua a essere alimentato da impatti successivi e micrometeoriti che colpiscono Phoebe, lanciando materiale in questo anello, mettendo polvere e materiale dalla superficie di Phoebe in un'orbita simile a Phoebe."
Ma c'è ancora un po 'di mistero sul colore dell'emisfero principale di Iapetus.
Le due lune sono state frequentemente confrontate nella composizione e, nel vicino infrarosso, condividono le caratteristiche di assorbimento. Nell'ultravioletto, tuttavia, anche gli spettri non corrispondono. "In termini di colore, su Iapetus, il colore scuro appare un po 'più rosso rispetto a Phoebe, quindi c'è un piccolo disallineamento di colore", ha detto Verbiscer. “Potrebbero essere le particelle lanciate dal mix di Phoebe con qualunque cosa sia su Iapetus, che potrebbe spiegare la differenza di colore. Potrebbe essere qualcosa di interessante da esplorare, fare alcuni modelli di miscelazione spettrale per inventare materiale Iapeto primordiale e mescolarsi con il materiale di Phoebe per vedere se si arrossano in qualche modo. "
L'anello stesso è troppo debole per prendere uno spettro per cercare di determinare quali materiali compongono l'anello, ma i presupposti sono che i materiali provengono dalla superficie superiore della superficie craterizzata di Pheobe, che potrebbe anche includere del ghiaccio. I primi piani della Luna di Cassini del 2004 mostrano crateri luminosi, suggerendo che il ghiaccio è vicino alla superficie.
Spitzer è stato in grado di percepire il bagliore della polvere fresca, che è solo di circa 80 Kelvin (meno 316 gradi Fahrenheit). Gli oggetti freddi brillano di infrarossi o radiazioni termiche; per esempio, persino una tazza di gelato brucia di luce infrarossa. "Concentrandosi sul bagliore della fresca polvere dell'anello, Spitzer ha reso facile la ricerca", ha detto Verbiscer.
Il documento del team appare nel numero di oggi di Nature. Una versione online è disponibile qui.
Didascalia immagine principale: Concetto dell'artista del nuovo anello di Saturno. Credito: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC) Il credito inserto (Saturno, Phoebe e Iapetus) è la NASA / JPL / SSI. Immagine gentilmente concessa da Anne Verbiscer
Fonte: Intervista con Anne Verbiscer
