In un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy, due astronomi del Caltech hanno analizzato il nucleo di Saturno studiando le ondulazioni dei suoi anelli. La ricerca si è basata sui dati ottenuti dalla sonda Cassini della NASA, che ha studiato il gigante gassoso fino al 2017. Le ondulazioni negli anelli sono provocate da fenomeni gravitazionali, cioè da variazioni nella struttura del pianeta stesso. Queste ultime possono essere paragonate a dei terremoti, che fanno oscillare leggermente l’intero pianeta. In questo modo si è compreso ancora meglio la composizione del nucleo di Saturno, trovandolo simile ad una zuppa di ghiaccio, roccia e metalli fusi.
Lo studio delle ondulazioni degli anelli non è una tecnica nuova, tanto che l’idea iniziale risale all’inizio degli anni ’90. Nel 2013, la prima osservazione di queste oscillazioni è stata fatta da Matt Hedman e P.D. Nicholson, sempre con i dati della sonda Cassini. Usare queste variazioni della polvere in orbita equivale ora ad usare gli anelli come un grande sismografo, che ha permesso di studiare il nucleo e trovarlo simile a quelli che vengono definiti nucleo “sfocati” (fuzzy cores).
Un nucleo melmoso
“I nuclei sfocati sono come una melma”, spiega Christopher Mankovich, ricercatore post-dottorato in scienze planetarie e autore principale dello studio. “L’idrogeno e il gas elio nel pianeta si mescolano gradualmente con sempre più ghiaccio e roccia mentre ti muovi verso il centro del pianeta. È un po’ come in alcune parti degli oceani della Terra, dove la salsedine aumenta man mano che si arriva a livelli sempre più profondi, creando una configurazione sempre più stabile”.
Mankovich ha affermato che l’intera superficie di Saturno subisce delle oscillazioni costanti. Dalle loro analisi sembra muoversi di un metro ogni una o due ore, come le lente increspature di un lago. Per ottenere queste frequenze di oscillazione sulla superficie e poi sugli anelli in orbita, l’interno deve però essere più stabile di quanto si prevedeva.
Un nuovo strumento per studiare Saturno
Il nucleo infatti, dovrebbe essere formato da strati piuttosto stabili, e questo è possibile solo se la frazione di ghiaccio e roccia aumenta gradualmente avvicinandosi al centro del pianeta, aumentando di conseguenza la percentuale di materiali più pesanti, sprofondati dopo aver smesso di mescolarsi con quelli più leggeri.
Un’altra cosa emersa da questo studio riguarda le caratteristiche fisiche del nucleo. Sembra infatti che possa estendersi per più del 60% del diametro del pianeta, molto di più di quanto si pensava. La sua massa è invece di circa 55 masse terrestri, di cui 17 sono costituite dagli strati di ghiaccio e roccia, mentre il restante è un fluido di idrogeno ed elio.
Questi risultati, oltre a presentare per la prima volta l’efficacia di un nuovo strumento per lo studio dell’interno di Saturno, pongono nuove sfide agli attuali modelli di formazione dei giganti gassosi. Essi sostengono infatti che questi pianeti si formino a partire da un nucleo roccioso, attorno al quale si aggrega successivamente uno strato gassoso. Se invece i nuclei sono dei fuzzy cores, è più probabile che il gas sia parte integrante del processo di formazione del pianeta.
Lo studio completo: A diffuse core in Saturn revealed by ring seismology, si può raggiungere cliccando qui.
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