Quando a settembre del 2017 la sonda Cassini si tuffò tra gli anelli di Saturno, gli esperti erano stati chiari: “la missione non è ancora conclusa”. E infatti, in quel “Gran finale”, il programma registrò gli ultimi importanti dati dei sui 13 anni di attività, mandando informazioni fino all’ultimo secondo. È dall’analisi di quei dati che è arrivata l’ultima grande scoperta sul misterioso Pianeta, effettuata da ricercatori italiani: gli anelli di Saturno, con appena 100 milioni di anni di età, sono “giovanissimi”, o almeno molto più giovani rispetto al Pianeta.
LA SCOPERTA
La scoperta, effettuata da un team di ricerca coordinato da Luciano Iess del dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale della Sapienza, è stata resa nota nell’edizione online di Science. Nello specifico, le misure della gravità di Saturno e della massa dei suoi anelli, effettuate con la sonda Cassini prima della sua disintegrazione nell’atmosfera, hanno rivelato che i venti del gigante gassoso si estendono ad una profondità di novemila chilometri, e che gli anelli si sono formati al più 100 milioni di anni fa, piuttosto recentemente, se si considera che il Pianeta ha circa 4,5 miliardi di anni.
LA MISSIONE
Frutto della collaborazione tra la Nasa, l’Agenzia spaziale europea (Esa) e l’Agenzia spaziale italiana (Asi), la missione Cassini-Huygens partì da Cape Canaveral nel 1997, raggiungendo l’orbita di Saturno nel luglio 2004. Per i successivi 13 anni, la sonda ha indagato i segreti del “signore degli anelli”, compiendo quasi 300 orbite e percorrendo più di 7,8 miliardi di chilometri. Gli scienziati dei 27 Paesi aderenti al programma hanno dedicato ai risultati della missione circa quattromila articoli scientifici. Alla fine del suo lungo viaggio, il 15 settembre del 2017, la sonda ha utilizzato il propellente residuo per tuffarsi nell’atmosfera di Saturno.
IL RUOLO ITALIANO
Proprio durante gli ultimi sei spettacolari passaggi ravvicinati del Pianeta, tra l’atmosfera e gli anelli, Cassini ha effettuato le misure da cui è arrivata l’ultima scoperta. I dati e le ultime scenografiche immagini di Saturno sono arrivate a terra grazie alla grande antenna parabolica, costruita per conto dell’Asi e larga poco meno di quattro metri che sormontava e proteggeva la sonda. “L’analisi dei dati scientifici raccolti dalla sonda Cassini sta contribuendo in maniera fondamentale ad aumentare la conoscenza del pianeta Saturno”, ha spiegato Barbara Negri, responsabile Asi dell’Esplorazione dell’Universo. “Con quest’ultima importante scoperta – ha aggiunto – l’Italia consolida la propria leadership scientifica nel campo dell’esplorazione del nostro Sistema Solare, grazie anche all’importante contributo di Sapienza”.
LE MISURAZIONI
Misure di velocità della sonda, con precisione di pochi centesimi di millimetro al secondo, effettuate attraverso il collegamento radio con antenne di terra della Nasa, dell’Esa e del centro Sardinia Deep Space Antenna (Sdsa) dell’Asi, hanno permesso di determinare separatamente la massa degli anelli e la gravità del pianeta. Già precedenti misurazioni avevano mostrato che gli anelli sono composti al 99% da ghiaccio, e da impurità pari all’1% della massa totale. La sonda Cassini aveva inoltre determinato il flusso di particelle contaminanti (microscopici granelli di silicati) presenti attorno a Saturno. Misurando la massa degli anelli è stato dunque possibile risalire alla quantità di impurità accumulate e quindi determinare il tempo necessario perché si depositassero: da 10 a 100 milioni di anni. “La massa degli anelli era l’ultimo elemento del puzzle: una massa piccola, come quella che abbiamo misurato attraverso il sistema di telemisure di Cassini, indica una giovane età”, spiega Luciano Iess. “C’erano già indizi che gli anelli non si fossero formati assieme a Saturno – ha aggiunto – ma ora ne abbiamo una prova molto convincente, che è stato possibile ottenere solo nella fase finale della missione”. Tra le ipotesi più accreditate, gli anelli potrebbero essersi formati per la disintegrazione di una luna di Saturno, ad esempio in conseguenza di un impatto con una cometa.
LE ALTRE SCOPERTE
Le stesse misure di gravità, ottenute dai passaggi ravvicinati di Cassini, hanno permesso di risolvere altri problemi aperti, relativi alla struttura interna del Pianeta. Saturno è un gigante gassoso con un raggio di circa 60mila chilometri (circa 10 volte quello terrestre), composto in gran parte da idrogeno ed elio, come il Sole e Giove. “Era noto da tempo – spiega l’Asi – che gli strati più esterni dell’atmosfera di Saturno ruotano più velocemente di quelli interni, ma di quanto non era noto. Non era nemmeno noto a che profondità il pianeta comincia a ruotare come un corpo solido”. D’altra parte, il nuovo lavoro fornisce la risposta anche all’interrogativo sulla grandezza del nucleo di Saturno. “Modelli matematici della struttura interna, sviluppati presso l’Università della California a Berkeley, indicano che le misure di gravità sono compatibili con un nucleo formato da elementi pesanti (ossia diversi da idrogeno ed elio) pari a circa 15-18 masse terrestri, ossia il 15% del pianeta”. Ora, questa stima potrà fornire importanti informazioni sulla formazione di Saturno e delle sue lune.
