Settembre 17, 2021

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Le onde degli anelli di Saturno rivelano la natura della sua essenza

Madrid, 16 anni fa. (Stampa Europea) –

Le oscillazioni all’interno di Saturno fanno muovere leggermente il gigante gassoso. Questi movimenti, a loro volta, causano increspature negli anelli di Saturno.

In un nuovo studio accettato sulla rivista Nature Astronomy, due astronomi del California Institute of Technology hanno analizzato questi anelli ondulati per rivelare nuove informazioni sul nucleo di Saturno. Nel loro studio, hanno utilizzato i dati acquisiti dalla missione Cassini della NASA, un’astronave che ha orbitato attorno al gigante dagli anelli per 13 anni prima di immergersi nell’atmosfera del pianeta e disintegrarsi nel 2017.

I risultati indicano che il nucleo del pianeta non è una palla di roccia solida, come hanno suggerito alcune teorie precedenti, Ma una zuppa poco appariscente di ghiaccio, roccia e fluido minerale, o quello che gli scienziati chiamano un “nucleo misterioso”L’analisi rivela anche che il nucleo si estende per oltre il 60 percento del diametro del pianeta, rendendolo molto più grande di quanto stimato in precedenza.

“Usiamo gli anelli di Saturno come un sismometro gigante per misurare le oscillazioni all’interno del pianeta”, dice. È una dichiarazione Co-autore Jim Fuller, assistente professore di astrofisica teorica al Caltech. “Questa è la prima volta che siamo stati in grado di investigare sismicamente la struttura di un pianeta gigante gassoso e i risultati sono molto sorprendenti”.

L’analisi dettagliata degli anelli ondulati di Saturno è una forma molto elegante di sismologia per dedurre le caratteristiche del nucleo di Saturno.Jennifer Jackson, professoressa di fisica dei minerali presso il Caltech’s Seismology Laboratory, che non è stata coinvolta nello studio ma utilizza diversi tipi di osservazioni sismiche per comprendere la composizione del nucleo terrestre e per la possibile rilevazione di eventi sismici su Venere in futuro.

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L’autore principale dello studio è Christopher Mankovitch, un ricercatore post-dottorato in scienze planetarie che lavora nel gruppo Fuller.

I risultati forniscono la migliore prova fino ad oggi del nucleo diffuso di Saturno e sono coerenti con le recenti prove della missione Juno della NASA, che indicano che Anche il gigante gassoso Giove potrebbe avere un nucleo altrettanto diluito.

“I nuclei sfocati sono come il fango”, spiega Mankovic. “L’idrogeno e l’elio sul pianeta si mescolano gradualmente con sempre più ghiaccio e roccia mentre si sposta verso il centro del pianeta. È un po’ come le parti degli oceani della Terra in cui la salinità aumenta man mano che diventano sempre più profonde, creando una formazione stabile. “

L’idea che le vibrazioni di Saturno possano generare increspature nei suoi anelli, e quindi che gli anelli possano essere usati come sismometro per studiare l’interno di Saturno, è apparsa per la prima volta negli studi all’inizio degli anni ’90 di Mark Marley e Carolyn Porco, che in seguito divenne il capo del team di imaging a Cassini. . Il fenomeno è stato osservato per la prima volta da Matt Hedman e PD Nicholson nel 2013, che hanno analizzato i dati acquisiti da Cassini. Gli astronomi hanno scoperto che l’anello C di Saturno Conteneva molteplici schemi a spirale guidati dalle fluttuazioni nel campo gravitazionale di Saturno E che questi modelli erano distinti dalle altre increspature negli anelli causate dalle interazioni gravitazionali con le lune del pianeta.

Ora, Mankovic e Fuller hanno analizzato il modello d’onda negli anelli per costruire nuovi modelli dell’interno sparso di Saturno.

“Saturno vibra sempre, ma è sottile”, dice Mankovitch. “La superficie del pianeta si muove di circa un metro ogni ora o due come un lago che ondeggia lentamente. Come un sismografo, Gli anelli raccolgono i disturbi gravitazionali e le particelle dell’anello iniziano a muoversi“, Dado.

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I ricercatori affermano che le onde gravitazionali osservate indicano che l’interno profondo di Saturno, mentre si muove nel suo insieme, è costituito da strati stabili formati dopo che il materiale più pesante è sprofondato nel mezzo del pianeta e ha smesso di mescolarsi con materiale più leggero sopra di esso.

“Perché il campo gravitazionale del pianeta oscilli con queste particolari frequenze, l’interno deve essere stabile, Questo è possibile solo se la frazione di ghiaccio e roccia aumenta gradualmente man mano che ci si sposta verso il centro del pianeta‘, Dice Fuller.

I loro risultati indicano anche che il nucleo di Saturno è 55 volte la massa dell’intera Terra, con 17 masse di ghiaccio e rocce e il resto è un liquido di idrogeno ed elio.

Hedman, che non fa parte dello studio attuale, afferma: “Christopher e Jim sono stati in grado di dimostrare che una caratteristica dell’anello In particolare ha fornito una forte evidenza che il nucleo di Saturno è molto diffuso. Sono entusiasta di pensare a tutte le altre caratteristiche dell’anello creato da Saturno che potrebbero parlarci di questo pianeta”.

Inoltre, i risultati pongono sfide agli attuali modelli di formazione di gas gigante, che sostengono che i nuclei di scisto si formano prima e poi attirano grandi involucri di gas. Se i nuclei dei pianeti sono davvero confusi, lo studio suggerisce, I pianeti possono incorporare gas all’inizio del processo.