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Le viscere di Saturno stanno sbandando
Gli anelli di Saturno visti dalla sonda Cassini. Nasa
Con i suoi enormi anelli che si estendono per 175.000 miglia di diametro, Saturno è un pianeta unico nel suo genere nel sistema solare. Si scopre che anche i suoi interni sono piuttosto unici. Un nuovo studio pubblicato lunedì su Nature Astronomy suggerisce che il sesto pianeta dal sole ha un nucleo sfocato che oscilla intorno.
È una scoperta piuttosto sorprendente. L'immagine convenzionale per la struttura interna di Saturno o di Giove è quella di un nucleo compatto di materiale roccioso o ghiacciato, circondato da un involucro a bassa densità di idrogeno ed elio, dice Cristoforo Mankovich , uno scienziato planetario al Caltech e coautore del nuovo studio, insieme al suo collega Jim Fuller .
Ciò che Mankovich e Fuller hanno intravisto è essenzialmente una versione offuscata di quella struttura convenzionale. Invece di vedere un confine ordinato che divide le rocce più pesanti e il ghiaccio dagli elementi più leggeri, hanno scoperto che il nucleo oscilla in modo che non vi sia un'unica e chiara separazione.
Questo nucleo diffuso si estende per circa il 60% del raggio di Saturno, un enorme salto dal 10 al 20% del raggio di un pianeta che occuperebbe un nucleo tradizionale.
Uno degli aspetti più strani dello studio è che i risultati non provengono dalla misurazione diretta del nucleo, cosa che non siamo mai stati in grado di fare. Invece, Mankovich e Fuller si sono rivolti ai dati sismografici sugli anelli di Saturno raccolti per la prima volta dalla missione Cassini della NASA, che ha esplorato il sistema saturniano dal 2004 al 2017.
Saturno essenzialmente suona come una campana in ogni momento, dice Mankovich. Quando il nucleo oscilla, crea perturbazioni gravitazionali che colpiscono gli anelli circostanti, creando onde sottili che possono essere misurate. Quando il nucleo del pianeta oscillava, Cassini è stato in grado di studiare l'anello C di Saturno (il secondo blocco di anelli del pianeta) e misurare il piccolo ma consistente squillo gravitazionale causato dal nucleo.
Mankovich e Fuller hanno esaminato i dati e creato un modello per la struttura di Saturno che spiegherebbe queste onde sismiche e il risultato è un interno sfocato. Questo studio è l'unica prova diretta di una struttura centrale diffusa in un pianeta fluido fino ad oggi, afferma Mankovich.
Mankovich e Fuller pensano che il motivo per cui la struttura funziona sia che le rocce e il ghiaccio vicino al centro di Saturno sono solubili in idrogeno, consentendo al nucleo di comportarsi come un fluido piuttosto che un solido. Il loro modello suggerisce che il nucleo diffuso di Saturno contiene rocce e ghiaccio che ammontano a oltre 17 volte la massa dell'intera Terra, quindi c'è molto materiale che oscilla.
Un nucleo diffuso potrebbe avere alcune grandi implicazioni sul funzionamento di Saturno. Il più significativo è che stabilizzerebbe parte dell'interno contro il calore convettivo, che altrimenti turberebbe l'interno di Saturno con turbolenza. In effetti, questa influenza stabilizzante dà origine alle onde di gravità interna che influenzano gli anelli di Saturno. Inoltre, il nucleo diffuso spiegherebbe perché le temperature superficiali di Saturno sono più alte di quanto suggerirebbero i modelli convettivi tradizionali.
Tuttavia, Mankovich riconosce che il modello è limitato in alcuni modi importanti. Non può spiegare cosa hanno osservato gli scienziati sul campo magnetico di Saturno, che è bizzarro in molti modi (ad esempio, mostra una simmetria quasi perfetta sul suo asse, il che è piuttosto insolito). Lui e Fuller sperano che le future indagini possano limitare l'interno in modo più ristretto e suggerire agli scienziati come il nucleo del pianeta potrebbe influenzare il suo campo magnetico.
Sperano anche che la missione Juno della NASA possa rivelare un nucleo diffuso simile all'interno di Giove. Ciò farebbe molto per affermare il sospetto che quando si formano pianeti giganti, il processo crea naturalmente gradienti di materiale invece di nuclei puliti e solidi. Alcune ricerche che utilizzano i dati sulla gravità raccolti da Giunone sembra supportare anche questa idea .