La navicella spaziale Cassini della NASA ha ancora qualche mese prima di completare la sua missione a settembre, ma il veterano esploratore di Saturno raggiunge oggi una nuova pietra miliare. Il solstizio di Saturno, cioè il giorno più lungo dell'estate nell'emisfero settentrionale e il giorno più corto dell'inverno nell'emisfero meridionale, arriva oggi per il pianeta e le sue lune. Il solstizio di Saturno si verifica circa ogni 15 anni terrestri mentre il pianeta e il suo entourage orbitano lentamente intorno al sole, con gli emisferi nord e sud che alternano i loro ruoli come i poli estivi e invernali.

Raggiungendo il solstizio, e osservando i cambiamenti stagionali nel sistema di Saturno lungo la strada, era un obiettivo primario della missione del solstizio di Cassini, il nome della seconda missione estesa di Cassini.

Cassini è arrivata a Saturno nel 2004 per la sua missione primaria di quattro anni per studiare Saturno e i suoi anelli e lune. La prima missione estesa di Cassini, dal 2008 al 2010, era conosciuta come la Missione Equinozio. Durante quella fase della missione, Cassini osservò mentre la luce del sole colpiva di taglio gli anelli di Saturno, proiettando ombre che rivelavano nuove drammatiche strutture ad anello. La NASA ha scelto di concedere alla navicella un ulteriore tour di sette anni, la missione del solstizio, che ha avuto inizio nel 2010.

"Durante la missione del solstizio di Cassini, abbiamo assistito, per la prima volta da vicino, a un'intera stagione a Saturno, "ha detto Linda Spilker, Scienziato del progetto Cassini presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California. "Il sistema di Saturno subisce transizioni drammatiche dall'inverno all'estate, e grazie a Cassini, avevamo un posto in prima fila."

Saturno

Durante la sua missione del Solstizio, Cassini ha visto una gigantesca tempesta scoppiare e circondare il pianeta. La navicella ha visto anche la scomparsa delle tonalità più blu che erano rimaste nell'estremo nord quando le nebbie primaverili hanno iniziato a formarsi lì. Le nebbie sono parte del motivo per cui le caratteristiche dell'atmosfera di Saturno sono più tenui nel loro aspetto rispetto a quelle di Giove.

I dati della missione hanno mostrato come la formazione delle nebbie di Saturno sia correlata alle temperature che cambiano stagionalmente e alla composizione chimica dell'atmosfera superiore di Saturno. I ricercatori di Cassini hanno scoperto che alcuni dei composti di idrocarburi presenti in tracce, gas come l'etano, propano e acetilene:reagiscono più rapidamente di altri alla variazione della quantità di luce solare nel corso dell'anno di Saturno.

I ricercatori sono stati anche sorpresi dal fatto che i cambiamenti osservati da Cassini su Saturno non siano avvenuti gradualmente. Hanno visto i cambiamenti verificarsi all'improvviso, a latitudini specifiche nell'atmosfera a bande di Saturno. "Alla fine un intero emisfero subisce un cambiamento, ma ci arriva con questi salti a specifiche bande di latitudine in momenti diversi della stagione, " ha detto Robert West, un membro del team di imaging Cassini al JPL.

Anelli

Dopo l'equinozio e proseguendo verso il solstizio d'estate settentrionale, il sole sorgeva sempre più in alto sopra la parete settentrionale degli anelli. E mentre il sole sorge più alto, la sua luce penetra più a fondo negli anelli, riscaldandoli alle temperature più calde viste lì durante la missione. La luce del sole del solstizio aiuta a rivelare agli strumenti di Cassini come le particelle si aggregano e se le particelle sepolte nel mezzo del piano dell'anello hanno una composizione o una struttura diversa da quelle negli strati esterni degli anelli.

Il cambiamento dell'angolo di Saturno rispetto al sole significa anche che gli anelli sono inclinati verso la Terra della loro quantità massima al solstizio. In questa geometria, Il segnale radio di Cassini passa più facilmente e pulito attraverso gli anelli più densi, fornendo dati di qualità ancora più elevata sulle particelle dell'anello presenti.

Titano

Cassini ha osservato la luna più grande di Saturno, Titano, cambia con le stagioni, con occasionali esplosioni drammatiche di attività cloud. Dopo aver osservato nubi temporalesche di metano intorno al polo sud di Titano nel 2004, Cassini ha osservato la transizione di gigantesche tempeste verso l'equatore di Titano nel 2010. Anche se alcune nuvole settentrionali hanno iniziato ad apparire, da allora gli scienziati sono rimasti sorpresi dal tempo impiegato dall'attività delle nuvole per spostarsi nell'emisfero settentrionale, sfidare i modelli climatici che avevano previsto tale attività avrebbe dovuto iniziare diversi anni prima.

"Le osservazioni su come cambiano le posizioni dell'attività delle nuvole e quanto tempo impiegano tali cambiamenti ci forniscono importanti informazioni sul funzionamento dell'atmosfera di Titano e anche sulla sua superficie, poiché anche i modelli di pioggia e vento cambiano con le stagioni, " disse Elisabetta Tartaruga, un collaboratore del team di imaging Cassini presso il Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University a Laurel, Maryland.

Nel 2013, Cassini ha osservato un improvviso e rapido accumulo di foschia e tracce di idrocarburi nel sud che in precedenza erano stati osservati solo nell'alto nord di Titano. Ciò indicava agli scienziati che era in corso un'inversione di stagione, in cui la principale circolazione atmosferica di Titano cambia direzione. Questa circolazione apparentemente stava incanalando nuovi idrocarburi chimici da più vicino all'equatore verso il polo sud, dove erano al sicuro dalla distruzione della luce solare mentre quel palo si spostava più in profondità nell'ombra invernale.

Encelado

Per Encelado, il cambiamento stagionale più importante è stato l'inizio dell'oscurità invernale nel sud. Sebbene ciò significasse che Cassini non poteva più acquisire immagini illuminate dal sole della superficie geologicamente attiva, la navicella poteva osservare più chiaramente il calore proveniente dall'interno stesso di Encelado. Con il polo sud della luna ghiacciata in ombra, Gli scienziati di Cassini sono stati in grado di monitorare la temperatura del terreno senza preoccuparsi dell'influenza del sole. Queste osservazioni stanno aiutando i ricercatori a comprendere meglio l'oceano globale che si trova sotto la superficie. Dalla regione polare sud della luna, quell'oceano nascosto spruzza nello spazio un imponente pennacchio di ghiaccio e vapore che Cassini ha campionato direttamente.

Verso il traguardo finale

Quando arriva il solstizio di Saturno, Cassini è attualmente nella fase finale della sua lunga missione, chiamato il suo Gran Finale. Nel corso di 22 settimane dal 26 aprile al 15 settembre, la navicella sta effettuando una serie di immersioni drammatiche tra il pianeta e i suoi anelli ghiacciati. La missione sta riportando nuove intuizioni sull'interno del pianeta e sulle origini degli anelli, insieme a immagini da più vicino a Saturno che mai. La missione si concluderà con un tuffo finale nell'atmosfera di Saturno il 15 settembre.