Saturno è noto per il suo brillante sistema di anelli. Gli anelli di Saturno sono i più estesi tra tutti gli anelli planetari di questo sistema solare, ma anche altri pianeti hanno anelli, tra cui Giove e Nettuno, che sono entrambi pianeti gioviani.
I pianeti gioviani sono pianeti gassosi senza superfici solide. Alcuni giganti gassosi più grandi formano anelli planetari attorno a sé, mentre altri sono troppo piccoli o non hanno abbastanza materia locale per inserirsi in un sistema di anelli.
Allora come si formano questi sistemi di anelli e cosa rende un pianeta favorevole alla presenza di anelli e un altro no? Esploriamo alcuni pianeti con anelli nel sistema solare e come si sono formati.
ContenutoI sistemi di anelli possono formarsi attorno a pianeti giganti che hanno una forza gravitazionale sufficiente ad attirare piccole lune, asteroidi e altri oggetti nella loro orbita. "Quando una luna si avvicina a un pianeta, le sue forze di marea, ovvero la sua attrazione gravitazionale su entrambi i lati, raggiungono un punto in cui la gravità della luna non riesce più a mantenersi insieme", spiega il dottor Vahé Perroomian, capo professore di fisica e astronomia presso l'Università della California del Sud. "Questo è noto come limite di Roche e provoca la lacerazione della luna."
Mentre la luna in orbita si rompe ancora e ancora, viene ridotta in particelle di acqua, ghiaccio e polvere che viaggiano lungo l'orbita gravitazionale come l'acqua che scorre in uno scarico. I sistemi ad anello, tuttavia, sono strutture temporanee, poiché le particelle di ghiaccio si sciolgono se sono troppo vicine al sole e le particelle di polvere più piccole vengono attirate verso il pianeta, bruciando nell'atmosfera.
Tutti i giganti gassosi del nostro sistema solare esterno, inclusi Saturno, Giove, Urano e Nettuno, hanno i propri sistemi di anelli. Questi pianeti esterni del sistema solare hanno grandi masse per attrarre le particelle degli anelli e orbitano abbastanza lontano dal sole da consentire al ghiaccio d'acqua di rimanere congelato.
Continua a leggere per scoprire come ogni sistema di anelli differisce da pianeta a pianeta.
Il sistema di anelli di Giove ha quattro componenti principali:l '"anello dell'alone" più interno composto da particelle di polvere; un anello principale sottile e debole; e due anelli sottilissimi. Gli anelli di Giove attorno all'esterno del sistema sono comunemente chiamati Anello di Amaltea e Anello di Tebe, dal nome delle lune che fornivano il materiale necessario in seguito agli impatti ad alta velocità.
Gli anelli di Giove furono scoperti per la prima volta nel 1979 durante il primo sorvolo della Voyager 1 e studiati ancora una volta dalla sonda Galileo negli anni '90. Anche se è improbabile che scompaiano nel corso della nostra vita, gli anelli di Giove si stanno potenzialmente restringendo a causa dell'estrema attrazione gravitazionale del pianeta su questi sottili strati di anelli.
La sonda spaziale Voyager 2 ha catturato le prime immagini degli anelli di Nettuno nel 1989 utilizzando metodi di occultazione stellare per misurare lo spostamento della luce ultravioletta. Attraverso questa tecnica, Voyager 2 è stata in grado di discernere che Nettuno ha cinque anelli principali (Galle, Le Verrier, Lassell, Arago e Adams) e quattro archi di anelli prominenti (Liberté, Egalité, Fraternité e Courage). Questi anelli più piccoli sono formati da deboli e sottili accumuli di polvere di dimensioni micrometriche trasportati attorno al sistema di anelli dalle quattro piccole lune di Nettuno.
Gli anelli di Saturno sono il sistema di anelli più esteso di tutti i pianeti del nostro sistema solare, rendendo inavvertitamente questo gigante gassoso uno dei pianeti più entusiasmanti da ricreare per il tuo progetto scientifico di quarta elementare. Gli anelli di Saturno sono generalmente divisi in 14 sezioni distinte, con l'anello D che è il più vicino al pianeta, mentre l'anello E di Saturno e il sistema di anelli di Febe sono i più lontani.
Saturno è composto principalmente da idrogeno ed elio ed è in realtà l'unico pianeta del sistema solare con una densità inferiore a quella dell'acqua. Questa struttura di gas riflettente, incorniciata dal suo caratteristico sistema a forma di disco, lo rende uno dei pianeti più lontani che puoi osservare nel cielo notturno con l'aiuto di un piccolo telescopio. Se speri di intravedere questa meraviglia celeste, il pianeta e i suoi anelli sono visibili per gran parte dell'anno tranne gennaio e febbraio, quando è più vicino al sole. Tuttavia, Saturno appare più luminoso quando raggiunge l'opposizione in agosto e settembre.
Urano ha due serie di anelli. L'astronomo e scienziato James L. Elliot e il suo team scoprirono gli anelli interni il 10 marzo 1977, che consistono in nove anelli distinti. Questa scoperta è più recente nella storia dell'esplorazione spaziale perché gli anelli di Urano sono costituiti da corpi più grandi rispetto ai suoi pianeti fratelli, Giove e Nettuno. Questa mancanza di polvere e di particelle più piccole fa sì che gli anelli di Urano appaiano sottili e leggermente opachi agli osservatori della Terra.
Uno dei due anelli esterni è rossastro come molti altri anelli del sistema solare, mentre l'altro anello esterno appare blu come l'anello E di Saturno.
Sebbene la Terra non sia un pianeta minore, non ha la massa di pianeti giganti come Urano e Nettuno. Poiché il limite di Roche è il meccanismo principale di creazione dell'anello e questo fenomeno si verifica a una distanza compresa tra 1,5 e 2,5 volte il raggio di un pianeta, una luna o un asteroide dovrebbero viaggiare entro circa 5.592 miglia (9.000 chilometri) dal nostro pianeta per rompersi. .
È evidente dal nostro cielo notturno che la Terra ha la gravità necessaria per formare le lune; tuttavia, è improbabile che disponga di materia abbastanza piccola da formare un proprio sistema di anelli.
Il famoso astronomo Galileo Galilei scoprì gli anelli di Saturno nel 1610 d.C. e da allora la maggior parte degli astronomi ha teorizzato che gli anelli di Saturno probabilmente si formarono contemporaneamente al pianeta gigante circa 4,5 miliardi di anni.
Tuttavia, la sonda spaziale Cassini è stata lanciata per condurre ricerche nello spazio profondo nel 1997 e ha trascorso oltre un decennio tra il 2004 e il 2017 esplorando, registrando e trasmettendo dati che gettano luce su questo lontano pianeta.
La missione Cassini si proponeva di raggiungere diversi obiettivi, tra cui un'indagine sull'esatta composizione e struttura del sistema di anelli largo 175.226 miglia (282.000 chilometri) e delle superfici dei suoi satelliti.
La missione Cassini ha trascorso diversi anni a ricercare gli effetti magnetici delle vicine lune di Saturno. Questi oggetti variano in dimensioni da piccole lune come Mimas, che sono così piccole da non riuscire a mantenere una forma rotonda, a lune gigantesche come Titano, che è più grande di qualsiasi pianeta nano del sistema solare. Cassini ha anche studiato il comportamento dell'atmosfera di Saturno e ha imparato di più sulla variabilità temporale sulla luna più grande di Saturno, Titano.
Durante il suo viaggio pionieristico, Cassini ha inviato alcuni dei dati più innovativi che hanno costretto gli scienziati a riesaminare ciò che pensiamo di sapere sul nostro sistema solare e sullo spazio oltre.
Una delle intuizioni più sconvolgenti di Cassini sul mondo di Saturno è stata l'età relativamente più giovane dei suoi anelli.
"Se tornassi indietro al tempo dei dinosauri, circa 100 milioni di anni fa, e guardassi Saturno, non vedresti alcun anello", dice Peromian. "Gli anelli di Saturno sono estremamente nuovi rispetto all'età del sistema solare."
Questo è interessanteNel febbraio 2023, gli astronomi dell'Università di Sheffield hanno pubblicato uno studio sulla rivista Nature sul nuovo sistema di anelli scoperto dal team nel nostro sistema solare. Gli anelli circondano Quaoar, un pianeta nano che orbita oltre Nettuno. Gli anelli sono troppo piccoli per essere visti direttamente; invece il team ha scoperto il sistema di anelli osservando un'occultazione, il che significa che la luce proveniente da una stella sullo sfondo è stata bloccata da Quaoar mentre orbita attorno al sole. Ciò che rende questo sistema di anelli particolarmente unico è che è due volte più lontano di quello che gli scienziati in precedenza pensavano fosse il limite massimo secondo il limite di Roche, che è il limite esterno del luogo in cui si pensava che i sistemi di anelli fossero in grado di sopravvivere.
