Credito d'immagine: NASA / JPL
Una nuova ricerca dell'Università del Colorado mostra come il riciclaggio del materiale possa prolungare la durata di un sistema ad anello, come quelli intorno a Giove, Saturno, Nettuno e Urano. Si ritiene ora che siano pile di macerie vagamente raccolte che estraggono il materiale dagli anelli e lo alimentano quando si scontrano con un altro oggetto. Il veicolo spaziale Cassini della NASA è in viaggio verso Saturno ora e dovrebbe fornire maggiori dettagli quando arriverà nel luglio 2004.
Sebbene gli anelli attorno a pianeti come Giove, Saturno, Urano e Nettuno siano relativamente di breve durata, nuove prove indicano che il riciclaggio dei detriti in orbita può allungare la vita di tali anelli, secondo i ricercatori dell'Università del Colorado.
Forti prove ora implicano che piccole lune vicino ai pianeti giganti come Saturno e Giove sono essenzialmente pile di macerie, ha affermato Larry Esposito, professore presso il Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale di CU-Boulder. Questi piccoli corpi ricostituiti sono la fonte di materiale per gli anelli planetari.
I calcoli precedenti di Esposito e del collaboratore della ricerca LASP Joshua Colwell hanno mostrato che le brevi vite di tali lune implicano che il sistema solare è quasi alla fine dell'età degli anelli. "Questi risultati filosoficamente poco attraenti potrebbero non descrivere veramente il nostro sistema solare e gli anelli che possono circondare giganteschi pianeti extra-solari", ha detto Esposito. "I nostri nuovi calcoli dei modelli spiegano come l'inclusione del riciclaggio può allungare la vita di anelli e lune".
Le osservazioni delle missioni spaziali Voyager e Galileo hanno mostrato una varietà di anelli che circondano ciascuno dei pianeti giganti, tra cui Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Gli anelli sono mescolati in ogni caso con piccole lune.
"È chiaro che le piccole lune non solo scolpiscono gli anelli attraverso la loro gravità, ma sono anche i genitori del materiale degli anelli", ha detto Esposito. "In ogni sistema di anelli, processi distruttivi come macinazione, oscuramento e diffusione agiscono così rapidamente che gli anelli devono essere molto più giovani dei pianeti che circondano."
I modelli numerici di Esposito e Colwell degli anni '90 hanno mostrato una "cascata collisionale", in cui le lune di un pianeta vengono spezzate in lune più piccole quando colpite da asteroidi o comete. I frammenti vengono quindi frantumati per formare le particelle in nuovi anelli. Gli anelli stessi vengono successivamente macinati in polvere, che viene spazzata via.
Ma secondo Colwell, “Alcuni dei frammenti che compongono gli anelli potrebbero essere riaccrescati invece di essere macinati in polvere. Nuove prove mostrano che alcuni detriti si sono accumulati in lune o alette di luna anziché scomparire attraverso l'erosione collisionale. "
"Questo processo è proceduto rapidamente", ha dichiarato Esposito. “L'anello tipico è più giovane di alcune centinaia di milioni di anni, un battito di ciglia rispetto ai pianeti, che hanno 4,5 miliardi di anni. Sorge naturalmente la domanda sul perché esistano ancora degli anelli, da fotografare in tale gloria visitando i veicoli spaziali umani che sono arrivati recentemente sulla scena ", ha detto.
"La risposta ora sembra probabilmente essere il riciclaggio cosmico", ha detto Esposito. Ogni volta che una luna viene distrutta da un impatto cosmico, gran parte del materiale rilasciato viene catturato da altre lune vicine. Queste lune riciclate sono essenzialmente raccolte di macerie, ma riciclando il materiale attraverso una serie di piccole lune, la durata del sistema ad anello potrebbe essere più lunga di quanto pensassimo inizialmente. "
Esposito e l'ex associato di ricerca LASP Robin Canup, ora con il ramo Boulder del Southwest Research Institute, hanno dimostrato attraverso la modellazione al computer che frammenti più piccoli possono essere recuperati da altre lune nel sistema. "Senza questo riciclaggio, gli anelli e le lune sono presto andati", ha detto Esposito.
Ma con un maggiore riciclaggio, la vita è più lunga, ha affermato Esposito. Con la maggior parte del materiale riciclato, come ora sembra essere il caso nella maggior parte degli anelli, la durata è estesa di un fattore importante.
"Sebbene i singoli anelli e lune che vediamo ora siano effimeri, il fenomeno persiste per miliardi di anni intorno a Saturno", ha detto Esposito. "I calcoli precedenti hanno ignorato gli effetti collettivi delle altre lune nell'estensione della persistenza degli anelli mediante la riconquista e il riciclaggio del materiale degli anelli."
Esposito, il principale investigatore di uno spettrografo da $ 12 milioni sul veicolo spaziale Cassini che dovrebbe arrivare a Saturno nel luglio 2004, esaminerà attentamente i processi concorrenti di distruzione e riconquista nell'anello F di Saturno per confermare e quantificare questa spiegazione. Esposito ha scoperto l'Anello F utilizzando i dati della missione Voyager 2 della NASA sui pianeti esterni lanciati nel 1978.
Fonte originale: Comunicato stampa dell'Università del Colorado
