Fonte: Le Scienze14 giugno 2019Comunicato stampaMateriale organico e striature da impatto:ecco gli inediti anelli di SaturnoImmagini in falsi colori degli anelli di Saturno.Il mosaico mostra la luna Dafni nel gap (zonavuota) di Keeler sul lato illuminato degli anelli.I colori rossastri indicano una frazione maggioredi componenti diversi dal ghiaccio d'acqua Nuovi, sorprendenti risultati arrivano dall'analisidei dati raccolti dagli strumenti della sondaCassini prima del Grand FinaleLa sonda Cassini, frutto di una collaborazionetra NASA, ESA e ASI, ci fornisce ancora una voltauna vista senza pari sul sistema di Saturno,grazie all'analisi dei dati raccolti dai suoi strumentidurante le fasi finali della missione e prima delfatale tuffo nell'atmosfera del sesto pianeta delSistema solare avvenuto il 15 settembre 2017.Al centro dello studio, pubblicato oggi sulla rivistaScience e guidato da Matthew S. Tiscareno delSETI Institute, ci sono le proprietà spettrali (cioèla composizione chimica) degli anelli principaliattorno al gigante gassoso e la loro struttura(cioè il processo che li ha modellati coinvolgendole diverse masse che orbitano nel sistemasaturniano, dalle lune agli impattatori).Dalle immagini emergono dettagli senzaprecedenti, come i colori, la chimica e latemperatura risolti attraverso gli anelli D, C, B,la divisione di Cassini, A ed F in ordine didistanza da Saturno.Da queste strutture composte in prevalenzada ghiaccio d'acqua, i ricercatori possonoapprendere molto sui processi e sulle dinamicheattraverso i quali il sistema è evoluto, dalla suaformazione a oggi.Nel team di ricercatori coinvolti, anche GianricoFilacchione dell'Istituto Nazionale di Astrofisica(INAF) di Roma.Per la raccolta dei dati spettrali, il gruppo hautilizzato, tra gli altri strumenti, lo spettrometroVIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer),per il quale L'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) hafornito il canale visibile, che ha potuto osservaregli anelli con risoluzioni spaziali senza precedenti(fino a 20-30 km per pixel) permettendo di investigare le variazioni di composizione insiemealle immagini ottenute dalla camera (risoluzionedi 3 km per pixel).L'ASI ha inoltre sviluppato, per la sonda Huygens,lo strumento HASI che ha misurato le proprietàfisiche dell'atmosfera e della superficie di Titano.Filacchione spiega i risultati:«In generale abbiamo osservato che gliassorbimenti del ghiaccio d'acqua nell'infrarossoe la slope spettrale in luce visibile sono strettamentecorrelati con la profondità ottica: le zone più densedegli anelli appaiono più ricche di ghiaccio d'acquae di contaminanti, e sono generalmente più fredde.Pur essendo dominati entrambi dal ghiaccio d'acqua,lo spettro degli anelli appare molto più arrossatodi quello dei satelliti ghiacciati di Saturno per viadella maggiore concentrazione di contaminanti».Il ricercatore dell'INAF continua: «due diversepopolazioni di contaminanti sono necessarie permodellare gli spettri osservati da VIMS: la prima,responsabile dell'arrossamento dello spettro visibileè riconducibile a materiali organici (toline e idrocarburipoliciclici aromatici) o nanoparticelle di ferro.La seconda invece è un assorbitore neutrocompatibile con particelle di carbone amorfo odi silicati».Il team di Tiscareno ha analizzato questi compostiorganici durante i passaggi attraverso l'anello Dutilizzando lo spettrometro di massa (Ion and NeutralMass Spectrometer - INMS) a bordo di Cassini.«Le osservazioni ottenute durante il Grand Finaleci hanno permesso di estendere lo studio dellacomposizione e delle proprietà fisiche degli anellisu scale spaziali mai raggiunte in precedenza edi correlarne le variazioni con le strutture morfologicheosservate a queste scale (onde di densità ed ondeverticali causate dalle risonanze con i satelliti)»,specifica Filacchione.I dati analizzati sono stati raccolti da dicembre2016 ad aprile 2017 (durante la fase "ring-grazing",cioè le 20 orbite ravvicinate al bordo esternodell'anello F) e da aprile a settembre 2017, quandoCassini ha sorvolato le nuvole dell'atmosfera diSaturno ("proximal orbits") ad appena 1000 km didistanza, prima dell'impatto con il gigante gassosoavvenuto nel Grand Finale che ha segnato la finedella missione.Con gli strumenti a bordo di Cassini è statopossibile, inoltre, esaminare da vicino anche lepiccole lune che orbitano tra di essi, come Dafni,nella Keeler gap, e la struttura fisica degli anelli,scoprendone le diverse trame - grumose, lisce estriate.Da cosa dipendono? Gli scienziati hanno osservatoche una serie di strutture a strisce da impattorilevate sull'anello F presentano la stessa lunghezzae lo stesso orientamento, dimostrando che sonostate probabilmente causate da un gruppo compattodi impattori che ha colpito l'anello nello stesso momento.Da ciò si evince che gli anelli esterni possano esserestati modellati da flussi di materiale orbitante attornoa Saturno piuttosto che, per esempio, da detriticometari che si muovono attorno al Sole, cometeorizzato in passato.Le immagini di Cassini hanno infine permesso diosservare in dettaglio i "propellers" (eliche), letipiche strutture a forma di S allungata, di circa1 km di diametro, che sono gli embrioni diaccrescimento di nuove piccole lune in formazioneall'interno dell'anello A.«Questi nuovi dettagli su come le lune scolpisconogli anelli in vari modi forniscono una finestra sullaformazione stessa del Sistema solare»,considerando che «i dischi protoplanetari sievolvono sotto l'influenza delle masse incorporateal loro interno», sottolinea Matt Tiscareno.«L'articolo in uscita oggi sulle proprietà spettralidegli anelli di Saturno, è stato reso possibile daidati ad altissima risoluzione spaziale raccoltidurante le orbite finali della missione Cassini,un programma nato dalla sinergia tra NASA, ESAed ASI», afferma Christina Plainaki, Planetary andSolar System Scientist dell'Agenzia Spaziale Italiana.«Lo studio fornisce informazioni importanti per unapiù profonda comprensione del sistema degli anellidi Saturno e i processi che hanno luogo al loro interno.Il lavoro, in generale, dimostra quanto importantesia caratterizzare con alto dettaglio spaziale leproprietà di questi sistemi e le possibili loro cor-relazioni per comprendere la loro evoluzionenel tempo.In vista di future missioni ai sistemi dei pianetigiganti è fondamentale comprendere il piùpossibile l'interazione delle particelle e dell'ambientecon gli anelli e i satelliti, anche attraverso lo studiodelle proprietà fisiche e chimiche di questi oggetti»,conclude Plainaki.L'articolo "Close-range remote sensing of Saturn'srings during Cassini's ring grazing orbits and grandfinale" di Matthew S. Tiscareno (Carl Sagan Centerfor the Study of Life in the Universe, SETI Institute)et al. è stato pubblicato sulla rivista Science.________________________________________Cenni sulla missioneCassini-Huygens è una missione robotica realizzatain collaborazione tra NASA, ESA (Agenzia SpazialeEuropea) e ASI (Agenzia Spaziale Italiana).La missione consisteva di due elementi: la sondaCassini fornita dalla NASA e il lander Huygens fornitodall'ESA.Dato che nessun lanciatore esistente avrebbe potutoinviare direttamente su Saturno un manufatto di 5600chilogrammi (tanto era il peso complessivo al lanciodella sonda), la missione è riuscita ad arrivare nelsistema saturniano grazie alla tecnica di navigazionespaziale della "gravità assistita": per effettuare viaggiinterplanetari è necessario sfruttare la cosiddettafionda gravitazionale, cioè la spinta data da altri corpinello spazio.La sonda Cassini ha usufruito di ben quattro spintegravitazionali planetarie: due con passaggi ravvicinatisu Venere, una sulla Terra e una su Giove.L'Italia ha contribuito alla missione con la fornituradel canale visibile dello spettrometro VIMS impiegatoin questo studio, oltre che con l'antenna di altoguadagno di 4 metri di diametro, con parte dell'elettronicadel Cassini-Radar e con l'esperimento di Radioscienza.Il 1 luglio 2004, dopo 7 anni di viaggio all'internodel Sistema solare, Cassini ha accesso il suo motoreprincipale per rallentare la sua corsa ed è entratanell'orbita del pianeta Saturno dove è iniziata laprima fase di missione inizialmente prevista delladurata di 4 anni (ma effettivamente la missione èandata avanti per 13 anni), dedicata allo studiodel pianeta, delle sue lune, degli anelli e del suocampo magnetico.Nel corso di oltre un decennio, gli strumentiscientifici a bordo di Cassini hanno permesso diapprofondire la conoscenza della composizione,della struttura e delle proprietà fisiche e dinamichedel sistema di Saturno.Pur essendo già terminata da un anno e mezzo(il 15 settembre 2017), l'enorme mole dei datiscientifici trasmessi a terra dalla missione sonotuttora in fase di analisi da parte degli scienziati.
Cosa rivelano gli anelli di Saturno
Fonte: Le Scienze14 giugno 2019Comunicato stampaMateriale organico e striature da impatto:ecco gli inediti anelli di SaturnoImmagini in falsi colori degli anelli di Saturno.Il mosaico mostra la luna Dafni nel gap (zonavuota) di Keeler sul lato illuminato degli anelli.I colori rossastri indicano una frazione maggioredi componenti diversi dal ghiaccio d'acqua Nuovi, sorprendenti risultati arrivano dall'analisidei dati raccolti dagli strumenti della sondaCassini prima del Grand FinaleLa sonda Cassini, frutto di una collaborazionetra NASA, ESA e ASI, ci fornisce ancora una voltauna vista senza pari sul sistema di Saturno,grazie all'analisi dei dati raccolti dai suoi strumentidurante le fasi finali della missione e prima delfatale tuffo nell'atmosfera del sesto pianeta delSistema solare avvenuto il 15 settembre 2017.Al centro dello studio, pubblicato oggi sulla rivistaScience e guidato da Matthew S. Tiscareno delSETI Institute, ci sono le proprietà spettrali (cioèla composizione chimica) degli anelli principaliattorno al gigante gassoso e la loro struttura(cioè il processo che li ha modellati coinvolgendole diverse masse che orbitano nel sistemasaturniano, dalle lune agli impattatori).Dalle immagini emergono dettagli senzaprecedenti, come i colori, la chimica e latemperatura risolti attraverso gli anelli D, C, B,la divisione di Cassini, A ed F in ordine didistanza da Saturno.Da queste strutture composte in prevalenzada ghiaccio d'acqua, i ricercatori possonoapprendere molto sui processi e sulle dinamicheattraverso i quali il sistema è evoluto, dalla suaformazione a oggi.Nel team di ricercatori coinvolti, anche GianricoFilacchione dell'Istituto Nazionale di Astrofisica(INAF) di Roma.Per la raccolta dei dati spettrali, il gruppo hautilizzato, tra gli altri strumenti, lo spettrometroVIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer),per il quale L'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) hafornito il canale visibile, che ha potuto osservaregli anelli con risoluzioni spaziali senza precedenti(fino a 20-30 km per pixel) permettendo di investigare le variazioni di composizione insiemealle immagini ottenute dalla camera (risoluzionedi 3 km per pixel).L'ASI ha inoltre sviluppato, per la sonda Huygens,lo strumento HASI che ha misurato le proprietàfisiche dell'atmosfera e della superficie di Titano.Filacchione spiega i risultati:«In generale abbiamo osservato che gliassorbimenti del ghiaccio d'acqua nell'infrarossoe la slope spettrale in luce visibile sono strettamentecorrelati con la profondità ottica: le zone più densedegli anelli appaiono più ricche di ghiaccio d'acquae di contaminanti, e sono generalmente più fredde.Pur essendo dominati entrambi dal ghiaccio d'acqua,lo spettro degli anelli appare molto più arrossatodi quello dei satelliti ghiacciati di Saturno per viadella maggiore concentrazione di contaminanti».Il ricercatore dell'INAF continua: «due diversepopolazioni di contaminanti sono necessarie permodellare gli spettri osservati da VIMS: la prima,responsabile dell'arrossamento dello spettro visibileè riconducibile a materiali organici (toline e idrocarburipoliciclici aromatici) o nanoparticelle di ferro.La seconda invece è un assorbitore neutrocompatibile con particelle di carbone amorfo odi silicati».Il team di Tiscareno ha analizzato questi compostiorganici durante i passaggi attraverso l'anello Dutilizzando lo spettrometro di massa (Ion and NeutralMass Spectrometer - INMS) a bordo di Cassini.«Le osservazioni ottenute durante il Grand Finaleci hanno permesso di estendere lo studio dellacomposizione e delle proprietà fisiche degli anellisu scale spaziali mai raggiunte in precedenza edi correlarne le variazioni con le strutture morfologicheosservate a queste scale (onde di densità ed ondeverticali causate dalle risonanze con i satelliti)»,specifica Filacchione.I dati analizzati sono stati raccolti da dicembre2016 ad aprile 2017 (durante la fase "ring-grazing",cioè le 20 orbite ravvicinate al bordo esternodell'anello F) e da aprile a settembre 2017, quandoCassini ha sorvolato le nuvole dell'atmosfera diSaturno ("proximal orbits") ad appena 1000 km didistanza, prima dell'impatto con il gigante gassosoavvenuto nel Grand Finale che ha segnato la finedella missione.Con gli strumenti a bordo di Cassini è statopossibile, inoltre, esaminare da vicino anche lepiccole lune che orbitano tra di essi, come Dafni,nella Keeler gap, e la struttura fisica degli anelli,scoprendone le diverse trame - grumose, lisce estriate.Da cosa dipendono? Gli scienziati hanno osservatoche una serie di strutture a strisce da impattorilevate sull'anello F presentano la stessa lunghezzae lo stesso orientamento, dimostrando che sonostate probabilmente causate da un gruppo compattodi impattori che ha colpito l'anello nello stesso momento.Da ciò si evince che gli anelli esterni possano esserestati modellati da flussi di materiale orbitante attornoa Saturno piuttosto che, per esempio, da detriticometari che si muovono attorno al Sole, cometeorizzato in passato.Le immagini di Cassini hanno infine permesso diosservare in dettaglio i "propellers" (eliche), letipiche strutture a forma di S allungata, di circa1 km di diametro, che sono gli embrioni diaccrescimento di nuove piccole lune in formazioneall'interno dell'anello A.«Questi nuovi dettagli su come le lune scolpisconogli anelli in vari modi forniscono una finestra sullaformazione stessa del Sistema solare»,considerando che «i dischi protoplanetari sievolvono sotto l'influenza delle masse incorporateal loro interno», sottolinea Matt Tiscareno.«L'articolo in uscita oggi sulle proprietà spettralidegli anelli di Saturno, è stato reso possibile daidati ad altissima risoluzione spaziale raccoltidurante le orbite finali della missione Cassini,un programma nato dalla sinergia tra NASA, ESAed ASI», afferma Christina Plainaki, Planetary andSolar System Scientist dell'Agenzia Spaziale Italiana.«Lo studio fornisce informazioni importanti per unapiù profonda comprensione del sistema degli anellidi Saturno e i processi che hanno luogo al loro interno.Il lavoro, in generale, dimostra quanto importantesia caratterizzare con alto dettaglio spaziale leproprietà di questi sistemi e le possibili loro cor-relazioni per comprendere la loro evoluzionenel tempo.In vista di future missioni ai sistemi dei pianetigiganti è fondamentale comprendere il piùpossibile l'interazione delle particelle e dell'ambientecon gli anelli e i satelliti, anche attraverso lo studiodelle proprietà fisiche e chimiche di questi oggetti»,conclude Plainaki.L'articolo "Close-range remote sensing of Saturn'srings during Cassini's ring grazing orbits and grandfinale" di Matthew S. Tiscareno (Carl Sagan Centerfor the Study of Life in the Universe, SETI Institute)et al. è stato pubblicato sulla rivista Science.________________________________________Cenni sulla missioneCassini-Huygens è una missione robotica realizzatain collaborazione tra NASA, ESA (Agenzia SpazialeEuropea) e ASI (Agenzia Spaziale Italiana).La missione consisteva di due elementi: la sondaCassini fornita dalla NASA e il lander Huygens fornitodall'ESA.Dato che nessun lanciatore esistente avrebbe potutoinviare direttamente su Saturno un manufatto di 5600chilogrammi (tanto era il peso complessivo al lanciodella sonda), la missione è riuscita ad arrivare nelsistema saturniano grazie alla tecnica di navigazionespaziale della "gravità assistita": per effettuare viaggiinterplanetari è necessario sfruttare la cosiddettafionda gravitazionale, cioè la spinta data da altri corpinello spazio.La sonda Cassini ha usufruito di ben quattro spintegravitazionali planetarie: due con passaggi ravvicinatisu Venere, una sulla Terra e una su Giove.L'Italia ha contribuito alla missione con la fornituradel canale visibile dello spettrometro VIMS impiegatoin questo studio, oltre che con l'antenna di altoguadagno di 4 metri di diametro, con parte dell'elettronicadel Cassini-Radar e con l'esperimento di Radioscienza.Il 1 luglio 2004, dopo 7 anni di viaggio all'internodel Sistema solare, Cassini ha accesso il suo motoreprincipale per rallentare la sua corsa ed è entratanell'orbita del pianeta Saturno dove è iniziata laprima fase di missione inizialmente prevista delladurata di 4 anni (ma effettivamente la missione èandata avanti per 13 anni), dedicata allo studiodel pianeta, delle sue lune, degli anelli e del suocampo magnetico.Nel corso di oltre un decennio, gli strumentiscientifici a bordo di Cassini hanno permesso diapprofondire la conoscenza della composizione,della struttura e delle proprietà fisiche e dinamichedel sistema di Saturno.Pur essendo già terminata da un anno e mezzo(il 15 settembre 2017), l'enorme mole dei datiscientifici trasmessi a terra dalla missione sonotuttora in fase di analisi da parte degli scienziati.