Nuove sorprese sulla massa degli anelli di Saturno

Spesso, le nostre menti sono portate a pensare che un materiale opaco contenga più materia - ovvero abbia una densità maggiore - di un oggetto traslucido, a parità di volume: ad esempio, siamo portati a pensare che una brocca di acqua fangosa sia più densa di una stessa brocca di acqua limpida. Almeno in questo caso, l'opacità dell'acqua fangosa non mente: l'acqua pura, infatti, è davvero meno densa. Allo stesso modo, potremmo essere portati a pensare che gli anelli più opachi attorno a Saturno siano anche i più densi. Tuttavia, la sonda Cassini ha dimostrato che non vi è alcuna correlazione tra la "densità apparente" di un anello, in termini di opacità e riflettanza, e la quantità di materiale contenuta al suo interno.
Gli scienziati sono giunti a questa interessante conclusione analizzando l'anello B, il più luminoso e opaco tra tutti gli anelli di Saturno. Il risultato è in linea con quanto riscontrato da studi precedenti che si erano concentrati su altri anelli.

Nonostante l'opacità dell'anello B vari notevolmente lungo il suo spessore, la massa, ovvero la quantità di materiale, è quasi perfettamente costante. Gli scienziati sono stati in grado di calcolare la densità di varie regioni all'interno dell'anello tramite l'analisi delle onde di densità, strutture fini provocate dall'interferenza gravitazionale delle lune e di Saturno stesso sulle particelle che compongono gli anelli. La struttura di ciascuna onda dipende direttamente dalla massa della porzione d'anello in cui è situata.

"Siamo ancora molto lontani dal capire come regioni con la stessa quantità di materiale possano avere opacità così tanto diverse," spiega Matthew Hedman dell'Università dell'Idaho. "Potrebbe essere qualcosa legato alle dimensioni o alla densità delle particelle individuali, o potrebbe avere qualcosa a che fare con la struttura degli anelli."

"L'apparenza può trarre in inganno," aggiunge Phil Nicholson della Cornell University. "Un esempio analogo è quello della nebbia, che, pur essendo molto più opaca dell'acqua di una piscina, è in realtà molto meno densa."

Determinare la quantità e la distribuzione della materia all'interno degli anelli di Saturno è essenziale per ricostruirne l'età e l'evoluzione: un anello leggero, infatti, si formerebbe più velocemente di uno pesante, diventando opaco a causa di polveri meteoritiche più in fretta. Dunque, meno massa vuol dire anche meno età, almeno per quanto riguarda l'anello B. Le stime attuali oscillano notevolmente, andando da poche centinaia di milioni a qualche miliardo di anni.

"Avendo pesato il nucleo dell'anello B per la prima volta, abbiamo compiuto un importante passo in avanti verso il nostro obiettivo di comprendere l'età e l'origine degli anelli di Saturno," spiega Linda Spilker, a capo della missione Cassini. "Gli anelli sono così magnifici e maestosi che è impossibile non voler sapere come si siano formati." Qualunque sia la risposta, sarà essenziale anche per un'altra ragione, ovvero capire come i quattro giganti gassosi possano aver sviluppato una simile varietà di sistemi di anelli.

I dati raccolti da Cassini danno ragione a uno studio precedente che aveva suggerito che l'anello B potesse contenere meno materiale di quanto creduto. La nuova analisi, tuttavia, è la prima ad essee riuscita a misurare direttamente la massa dell'anello. I risultati indicano che l'anello B sia solo 2-3 volte più massiccio dell'anello A, nonostante sia anche oltre 10 volte più opaco.

Image Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute