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Gli anelli di Saturno? Acqua ghiacciata

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L'eccezionale scoperta grazie allo strumento VIMS della sonda Cassini.

Con il numero di domani della rivista Science sono pubblicati i risultati principali ottenuti dagli strumenti dalla sonda Cassini (NASA/JPL-ESA-ASI) dedicata allo studio del sistema planetario di Saturno, durante i primi 6 anni della missione. Grazie ai diversi strumenti (camere, spettrometri che UV-VIS-IR, detector di polveri e radio scienza) è stato possibile per il Cassini Rings Working Group, guidato da Jeff Cuzzi (NASA-AMES), tracciare un quadro esaustivo della struttura, composizione, evoluzione e dinamica degli anelli di Saturno

Importante il contributo italiano derivante dall'analisi delle osservazioni dello spettrometro VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer), di cui l'ASI ha fornito il canale VIS e di cui l'Istituto Nazionale di Astrofisica partecipa all’utilizzo scientifico dei dati prodotti. Da questi dati risulta che le particelle degli anelli principali denominati con le lettere “A” e “B” sono costituite per il 90-95% di ghiaccio d'acqua, mentre quelle dell'anello “C” e della Divisione di Cassini risultano essere più contaminate probabilmente da carbonio e silicati di origine meteoritica. Uno dei principali misteri degli anelli di Saturno è la loro caratteristica spettrale: le analisi effettuate nella banda di radiazione infrarossa danno forti indicazioni che siano composti di ghiaccio d'acqua puro. Un risultato inatteso, che non rivela tracce della presenza di altri componenti in essi, come ad esempio anidride carbonica, ammoniaca o metano, che pure sono stati osservati in piccole percentuali sulle lune ghiacciate di Saturno. A infittire il mistero ci sono poi le analisi condotte nella luce visibile. Gli anelli in questa banda di radiazione appaiono decisamente “arrossati”, e quindi sensibilmente diversi dal caratteristico colore blu-bianco tipico del ghiaccio d'acqua.

Dall'analisi condotta da Gianrico Filacchione (INAF-IASF Roma e coautore della pubblicazione) sui dati di VIMS, risulta che il grado di “arrossamento” degli spettri nel visibile degli anelli di Saturno sia strettamente legato con l'intensità delle bande del ghiaccio d'acqua osservate nell'infrarosso. Poiché entrambi questi parametri aumentano con lo stesso andamento nelle regioni degli anelli più dense (anelli A e B) si può dedurre che la natura del materiale che assorbe la radiazione ultravioletta, e dunque il “responsabile” dell'arrossamento osservato, sia strettamente legata al ghiaccio d'acqua delle particelle. Un simile effetto si può ottenere mediante limitate quantità di atomi di carbonio (catene PAH) o nanofasi di ossido di ferro (Fe3+).
“Questi importanti risultati indicano che anche gli anelli di Saturno possono contenere particelle di elementi contaminanti, spiegando così in modo naturale un effetto altrimenti misterioso” commenta Angioletta Coradini, direttrice dell’INAF-IFSI di Roma e membro del team scientifico di VIMS. “Risultati come quelli descritti nell'articolo di Science sono stati possibili grazie alle notevoli performances dello strumento VIMS ed alla dedizione di giovani brillanti come Gianrico Filacchione, recentemente assunto come ricercatore dall'INAF”.

Con un diametro di circa 280.000 km ed uno spessore di circa 100 metri, il sistema degli anelli principali di Saturno è sicuramente l'oggetto piatto e sottile più esteso (oltre 44 miliardi di km quadrati) all'interno del Sistema solare. Fin dalla loro scoperta, avvenuta 400 anni fa, nel 1610 da parte di Galileo Galilei con il suo cannocchiale, gli anelli di Saturno hanno rivestito un ruolo fondamentale nello studio delle proprietà dinamiche, evolutive e della composizione chimica del Sistema solare esterno.
“VIMS, così come gli altri strumenti realizzati dall’ASI in collaborazione con la NASA/JPL per la missione Cassini, continua a lavorare perfettamente. Questo dimostra sia la qualità costruttiva degli strumenti che il livello di innovazione dei loro progetti. Infatti ad oltre 15 anni dalla loro realizzazione sono sempre in grado di fornire dati di eccezionale valore scientifico contribuendo ad incrementare ancora il numero di scoperte e la conoscenza del Sistema di Saturno.” Dice Enrico Flamini, responsabile per ASI della Missione Cassini.

La sonda Cassini, frutto di una cooperazione internazionale NASA-ASI-ESA, continuerà a compiere osservazioni dettagliate degli anelli di Saturno fino alla conclusione della missione, prolungata recentemente di due anni, prevista nel 2017.

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