Gli anelli di Saturno sono molto più giovani del loro pianeta

Gli anelli di Saturno sono molto, ma molto più giovani, del loro pianeta. La prova più evidente della loro recente formazione arriva da un nuovo studio condotto dal fisico Sascha Kempf presso l’Università del Colorado, che ha fornito una risposta probabilmente definitiva all’annosa questione della loro età. La ricerca, pubblicata sulla rivista Science Advances, fissa l’età degli anelli di Saturno a non più di 400 milioni di anni. Ciò li rende praticamente più di dieci volte più giovani dello stesso Saturno, che ha un’età di circa 4,5 miliardi di anni. “In un certo senso, abbiamo fornito una risposta alla domanda che risale ai tempi di James Clerk Maxwell” ha affermato Kempf, che è professore associato presso il Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale (LASP) dell’Università del Colorado, ricordando lo scienziato scozzese che nell’Ottocento concentrò la sua attenzione sul problema della natura degli anelli del gigante gassoso.

Per arrivare a determinare l’età degli anelli di Saturno, Kempf e i suoi colleghi hanno studiato quello che potrebbe sembrare un qualcosa di insolito, la polvere spaziale. Il fisico americano ha spiegato che minuscoli granelli di materiale roccioso attraversano il Sistema solare su base quasi costante e che, in alcuni casi, questo flusso può lasciare dietro di sé un sottile strato di polvere sui corpi planetari, compreso il ghiaccio che costituisce gli anelli di Saturno. Nello studio, il team di ricerca ha quindi deciso di valutare la rapidità con cui questo strato di polvere si accumula, quasi come se potessimo sapere quanti anni ha un oggetto facendo scorrere un dito sulla sua superficie. “Pensate agli anelli come a un tappeto di casa – ha detto Kempf – . Se lo abbiamo steso pulito, servirà solo aspettare. E la polvere si depositerà sul tappeto. Lo stesso vale per gli anelli”.

L’analisi, per quanto Kempf provi a descriverla con parole semplici, si è basata su un processo complesso: dal 2004 al 2017, il team ha utilizzato il Cosmic Dust Analyzer del veicolo spaziale Cassini della NASA, uno strumento che misurava la dimensione, la composizione, la velocità e la direzione dei granelli di polvere presenti nei pressi di Saturno. In questi 13 anni, i ricercatori hanno raccolto solo 163 granelli che avevano avuto origine oltre le immediate vicinanze del pianeta, comunque sufficienti a calcolare che è probabile che gli anelli raccolgano la polvere da poche centinaia di milioni di anni.

Ciò significa che gli anelli del pianeta sono fenomeni nuovi, che sorgono (e potenzialmente anche scompaiono) in un batter d’occhio in termini cosmici.  “Sappiamo approssimativamente l’età degli anelli, anche se questo non risolve altri problemi – ha aggiunto Kempf – . In primo luogo, non sappiamo ancora come si siano formati”.

Lo studio di questi anelli apparentemente traslucidi affascina gli scienziati da circa 400 anni. Già nel 1610, Galileo Galilei li osservò per la volta attraverso un telescopio, sebbene non sapesse cosa fossero, e nel 1800 Maxwell concluse che non potevano essere solidi ma erano, invece, costituiti da molti singoli frammenti. Oggi, gli scienziati sanno che Saturno ospita sette anelli composti da innumerevoli frammenti di ghiaccio, la maggior parte dei quali non è più grande di una roccia sulla Terra. Complessivamente, questo ghiaccio pesa circa la metà di Mimas, una delle Lune di Saturno, e si estende per quasi 280.000 chilometri dalla superficie del pianeta.

Molte di queste informazioni si devono alla sonda Cassini, che ha studiato il sistema di Saturno dal 2004 al 2017, fornendo anche l’opportunità di assegnare un’età definitiva ai suoi anelli. Secondo i calcoli del team, gli anelli avrebbero accumulato 1 grammo di polvere spaziale per piede quadrato (circa 30 centimetri quadrati) ogni anno. Concentrandosi solo sugli anelli più luminosi del pianeta, che si estendono da 70.000 a 140.000 chilometri, i ricercatori hanno quindi stimato che circa 166 miliardi di tonnellate di polvere si siano depositate su di loro ogni anno: una quantità enorme che, tuttavia, è minuscola rispetto alla massa degli anelli, per i quali si traduce in una spolverata.

Come detto, l’origine degli anelli è però ancora avvolta dal mistero. C’è una tesi secondo cui una delle sue lune si sarebbe stata frantumata, forse a causa della gravità esercitata dal pianeta. La maggior parte del satellite sarebbe caduto su Saturno mentre il resto avrebbe formato gli anelli, che stanno continuando a cadere sul pianeta e riscaldando la sua atmosfera. Se così fosse, gli anelli sarebbero effimeri. E, in tal caso, saremmo fortunati a trovarci nella breve finestra cosmica – di centinaia di milioni di anni – in cui possiamo osservarli.