Gli effetti di marea
I più grandi dei 62 satelliti naturali di Saturno sono divisi in “interni” ed “esterni”: quelli interni orbitano all’interno del tenue Anello E (il più esterno) e comprendono Mimas, Encelado, Teti e Dione; oltre si trovano invece le lune esterne: Rea, Titano (la più grande e l’unica del sistema solare provvista di una densa atmosfera), Iperione e Giapeto.
Uno schema degli anelli e delle lune di Saturno. Secondo un nuovo studio, Rea e tutte le altre lune più vicine al pianeta risalirebbero come gli anelli ad appena 100 milioni di anni fa, mentre le lune più esterne come Titano avrebbero la stessa età di Saturno (immagine: Wikimedia Commons)
Nel 2012, astronomi francesi che studiavano gli effetti di marea causati dall’interazione gravitazionale delle lune interne con i fluidi profondi di Saturno hanno scoperto che i satelliti si stanno allontanando relativamente in fretta, allargando le proprie orbite. Date le loro posizioni attuali, è quindi molto probabile che queste lune, e presumibilmente gli anelli, siano piuttosto giovani.
Matija Cuk, primo autore dello studio e ricercatore presso l’Istituto SETI ha commentato: “Le lune cambiano spesso le proprie orbite. Questo è inevitabile. Ma questo fatto ci permette di utilizzare simulazioni al computer per ricostruire la storia delle lune interne di Saturno. In questo modo, scopriamo che sono nate molto probabilmente nell’ultimo due per cento della storia del pianeta.”
Il transito sul disco di Saturno di quattro delle sue lune, ripreso dal Telescopio spaziale Hubble. Vicino al piano degli anelli, si vedono da sinistra a destra Encelado, Dione e Mimas, mentre Titano è visibile in alto a destra (immagine: Wikimedia Commons).
La risonanza orbitale
Cuk, insieme a Luke Dones e David Nesvorny del Southwest Research Institute, è giunto a questa conclusione utilizzando modelli computerizzati per dedurre il comportamento dinamico passato delle lune interne di Saturno. Molti di questi satelliti ghiacciati devono condividere l’orbita con altri. Tutte le loro orbite crescono a causa degli effetti di marea, ma a velocità diverse. Occasionalmente, infatti, coppie di lune possono entrare in risonanza orbitale. Ciò significa che un periodo orbitale di una luna è una frazione semplice (per esempio, la metà o due terzi) del periodo di un’altra. In queste particolari condizioni, anche piccole lune con debole gravità possono influenzare fortemente le rispettive orbite. Confrontando le attuali inclinazioni orbitali e quelle previste dalle simulazioni al computer, i ricercatori hanno potuto calcolare gli spostamenti delle orbite dei satelliti. Si è scoperto che quelle dei satelliti più interni di Titano, in particolare di Teti, Dione e Rea, sono cambiate molto meno del previsto. La spiegazione più plausibile è che abbiano attraversato poche fasi di risonanza orbitale, perciò queste lune devono essersi formate non lontano da dove si trovano ora. A differenza di Titano, quindi, che probabilmente è vecchio quanto Saturno, la loro origine dev’essere molto più recente.
Encelado ripreso (a falsi colori) dalla sonda Cassini (immagine: Wikimedia Commons)
Gli anelli e le lune più vicine sono antichi come i dinosauri
Per risalire con più precisione al periodo di formazione, Cuk e il suo team hanno usato i risultati della missione Cassini della NASA, che ha studiato i geyser di ghiaccio sulla luna di Saturno Encelado. Secondo i loro calcoli, le interazioni di marea che li alimentano sono abbastanza forti da giustificare uno spostamento del satellite in appena 100 milioni di anni. Questo collocherebbe la formazione delle grandi lune di Saturno, ad eccezione delle più distanti Titano e Giapeto, al periodo Cretaceo, in piena era dei dinosauri. Nasce però un nuovo dilemma: che cosa ha causato la recente nascita di queste lune? Secondo i ricercatori, Saturno possedeva già prima una simile collezione di lune, ma la risonanza le ha fatte collidere. Dalle loro macerie sarebbero derivate le attuali lune interne, la prima luna esterna Rea e gli spettacolari anelli che oggi possiamo ammirare. Immagine banner in evidenza: Wikimedia Commons Immagine box in homepage: Wikimedia Commons
