Oggetto del messaggio: Il Mistero Dell’Instabile Anello B di Saturno
Inviato: 03/11/2010, 07:19
Strutture verticali, tra le più alte visibili nei anelli di Saturno, si alzano improvvisamente dal margine dell'Anello B di Saturno per gettare una lunga ombra sull'anello in questa spettacolare nuova immaginare ottenuta dalla sonda Cassini. Credit: Cassini/NASA
Si sa da molto tempo che gli anelli di Saturno non sono i cerchi perfetti che sembrano essere nei piccoli telescopi amatoriali da giardino, e quando la sonda Cassini è entrata in orbita intorno a Saturno, il barcollante disordine del enorme anello B divento ancor più apparente. Gli scienziati furono davvero sorpresi quando videro le enormi strutture verticali, e margini ripidi che caratterizzavano questi anelli, e le loro strane strutture ad elica. Adesso tuttavia, è stata trovata una spiegazione a queste strane costruzioni: La regione si comporta esattamente come una galassia a spirale, ha spiegato Carolyn Porco, leader del team che si occupa delle immagini della sonda Cassini.
“Siamo riusciti a trovare quello che speravamo di trovare quando siamo partiti per questo grande viaggio con la sonda Cassini, circa 13 anni fa,” ha spiegato la Porco,”e siamo riusciti a capire meglio i meccanismi che hanno creato non solo gli anelli di Saturno, ma anche dischi celestiali su scale molto più grandi, da sistemi solari come il nostro, alle gigantesche galassie a spirale.”
L’anello B è una delle aree più dinamiche degli anelli di Saturno, e sorprendentemente, si sta comportando come una versione in miniatura della nostra Via Lattea.
Regione esterna dell'anello B di Saturno. Credit: NASA
Quando la sonda Voyager volò vicino a Saturno, nel 1980 e poi la seconda nel 1981, gli scienziati avevano visto che il bordo più esterno dell’anello B era a forma di una palla da rugby in rotazione, schiacciata dalle perturbazioni gravitazionali di Mimas. Ma era chiaro, anche ai tempi delle Voyager, che il comportamento dell’anello B era molto più complesso di qualsiasi cosa che Mimas da sola avrebbe potuto causare.
Analizzando migliaia di immagini ottenute da Cassini dell’anello B nell’arco dei ultimi 4 anni, Porco ed il suo team hanno trovato la fonte di gran parte della complessità: almeno tre altri ulteriori pattern di onde, con una rotazione indipendente, o con oscillazioni che distorcono il bordo dell’anello B.
Le oscillazioni viaggiano intorno all’anello con diverse velocità ed i piccoli movimenti random delle particelle che compongono l’anello nutrono di energia un onda che si propaga verso l’esterno lungo l’anello da un confine interno, si riflette poi sul margine esterno dell’anello B(che si distorce a sua volta), e poi viaggia verso l’interno finché non viene riflesso dal margine interno. Questa continua riflessione avanti e indietro è necessaria affinché questi pattern possano crescere e diventare visibili come distorsioni nei margini esterni dell’anello B.
Ecco un filmato del comportamento “galattico” dell’anello B di Saturno:
Risolto Il Mistero Dell’Instabile Anello B di Saturno
3 novembre 2010 di Adrian Saturno, Anelli Saturno, Anello B, Cassini, NASA
Strutture verticali, tra le più alte visibili nei anelli di Saturno, si alzano improvvisamente dal margine dell'Anello B di Saturno per gettare una lunga ombra sull'anello in questa spettacolare nuova immaginare ottenuta dalla sonda Cassini. Credit: Cassini/NASA
Si sa da molto tempo che gli anelli di Saturno non sono i cerchi perfetti che sembrano essere nei piccoli telescopi amatoriali da giardino, e quando la sonda Cassini è entrata in orbita intorno a Saturno, il barcollante disordine del enorme anello B divento ancor più apparente. Gli scienziati furono davvero sorpresi quando videro le enormi strutture verticali, e margini ripidi che caratterizzavano questi anelli, e le loro strane strutture ad elica. Adesso tuttavia, è stata trovata una spiegazione a queste strane costruzioni: La regione si comporta esattamente come una galassia a spirale, ha spiegato Carolyn Porco, leader del team che si occupa delle immagini della sonda Cassini.
“Siamo riusciti a trovare quello che speravamo di trovare quando siamo partiti per questo grande viaggio con la sonda Cassini, circa 13 anni fa,” ha spiegato la Porco,”e siamo riusciti a capire meglio i meccanismi che hanno creato non solo gli anelli di Saturno, ma anche dischi celestiali su scale molto più grandi, da sistemi solari come il nostro, alle gigantesche galassie a spirale.”
L’anello B è una delle aree più dinamiche degli anelli di Saturno, e sorprendentemente, si sta comportando come una versione in miniatura della nostra Via Lattea. Anello B, Anelli Saturno, Saturno, Cassini, NASA
Regione esterna dell'anello B di Saturno. Credit: NASA
Quando la sonda Voyager volò vicino a Saturno, nel 1980 e poi la seconda nel 1981, gli scienziati avevano visto che il bordo più esterno dell’anello B era a forma di una palla da rugby in rotazione, schiacciata dalle perturbazioni gravitazionali di Mimas. Ma era chiaro, anche ai tempi delle Voyager, che il comportamento dell’anello B era molto più complesso di qualsiasi cosa che Mimas da sola avrebbe potuto causare.
Analizzando migliaia di immagini ottenute da Cassini dell’anello B nell’arco dei ultimi 4 anni, Porco ed il suo team hanno trovato la fonte di gran parte della complessità: almeno tre altri ulteriori pattern di onde, con una rotazione indipendente, o con oscillazioni che distorcono il bordo dell’anello B.
Le oscillazioni viaggiano intorno all’anello con diverse velocità ed i piccoli movimenti random delle particelle che compongono l’anello nutrono di energia un onda che si propaga verso l’esterno lungo l’anello da un confine interno, si riflette poi sul margine esterno dell’anello B(che si distorce a sua volta), e poi viaggia verso l’interno finché non viene riflesso dal margine interno. Questa continua riflessione avanti e indietro è necessaria affinché questi pattern possano crescere e diventare visibili come distorsioni nei margini esterni dell’anello B.
Ecco un filmato del comportamento “galattico” dell’anello B di Saturno:
Il filmato viene fatto vedere due volte, la seconda volta, la posizione della risonanza di Mimas viene sottolineata in verde, le posizioni dei confini interni in blu, giallo, e rosso,(in base al numero di lobi creati= 1,2 o3), e la posizione del raggio medio del bordo esterno dell’anello B in bianco.
Le oscillazioni, con uno, due o tre lobi, non sono create da qualche luna. Sono invece emerse spontaneamente, in parte per via della sufficiente densità dell’anello, e perché il margine dell’anello B è in grado di sostenere la crescita delle onde e la loro riflessione sul margine stesso.
Il movimento random delle piccole particelle dell’anello nutrono di energia queste onde e fanno si che crescano. I nuovi risultati confermano le predizioni fatti al tempo delle sonde Voyager che lo stesso processo può spiegare tutte le strane e caotiche forme a onda che si trovano nelle regioni più dense degli anelli di Saturno, larghe da decine di metri fino a centinaia di km.
L'anello B osservato da vicino dalla sonda Voyager 2. Credit: NASA
“Abbiamo già verificato che questo processo può produrre strutture a onde nei densi anelli di Saturno che sono anche su una scala più piccola, di soli 150 metri o giù di li,” ha spiegato la Porco. “Adesso abbiamo osservato come questi fenomeni avvengono anche su scala molto più grande, con onde centinaia di km in altezza. “
“Queste oscillazioni esistono per la stessa ragione per cui le corde di una chitarra hanno dei modi naturali di oscillare, che possono essere eccitati quando pizzicati, o altrimenti disturbati,” ha spiegato Joseph Spitale, membro del team di Cassini, e autore del nuovo articolo che verrà pubblicato su “Astronomical Journal”. “L’anello pure ha le sue naturali frequenze oscillatorie, ed è quello che stiamo osservando.”
Gli astronomi credono che questo tipo di oscillazioni auto indotte esistono anche in altri sistemi a disco, come le galassie a spirale, o i dischi proto-planetari intorno a giovani stelle, ma ancora non sono mai riusciti a confermare direttamente la loro presenza. Le nuove osservazioni comunque confermano le prime oscillazioni ondulatorie su grande scala.
Due immagini ottenute a distanza ravvicinata, da Cassini, mostrano le ombre gettate dalle strutture verticali negli anelli. Credit: NASA/Cassini
Onde auto-indotte su piccola scala, come intorno ai 100 metri, erano state già osservate precedentemente in alcune regioni più dense degli anelli, e sono stati attribuiti ad un processo chiamato “sovra-stabilità viscosa”.
“La normale viscosità, o resistenza al flusso, attenua le onde, nello stesso modo in cui le onde sonore che viaggiano nell’aria con il tempo muoiono,” ha spiegato Peter Goldreich, un teorico degli anelli planetari dell’Istituto per la Tecnologia, della California. “Ma le nuove scoperte mostrano che, nelle regioni più dense degli anelli di Saturno, la viscosità riesce in realtà ad amplificare le onde, fenomeno questo che spiega le stranezze osservate dalle sonde Voyager.”
“E davvero soddisfacente riuscire finalmente a trovare una spiegazione, se non altro, per le strutture caotiche che avevamo visto inizialmente al tempo delle sonde Voyager,” ha raccontato la Porco, ” e che da allora sono state osservate in un dettaglio molto maggiore con Cassini.”
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