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Un diario di cose celesti

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Prometeo, la luna pastore che drappeggia l'Anello F di Saturno

03 Aug 2010 09:58 PM – Michele Diodati

Prometeo è una grossa "patata" spaziale (misura 148 km nel punto di massima ampiezza), in rotazione sincrona intorno a Saturno. È anche una luna pastore, cioè uno di quei piccoli satelliti che accompagnano la rotazione del sistema di anelli del gigante gassoso e contribuiscono, con la loro attrazione gravitazionale, a mantenere nette le divisioni e i bordi che caratterizzano la struttura.

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Immagine non elaborata di Prometeo, acquisita dalla sonda Cassini il 27 gennaio 2010, da una distanza approssimativa di 36.000 km. Cortesia: NASA/JPL/Space Science Institute

Immagine non elaborata di Prometeo, acquisita dalla sonda Cassini il 27 gennaio 2010, da una distanza approssimativa di 36.000 km. Cortesia: NASA/JPL/Space Science Institute

Prometeo agisce in particolare sul bordo interno dell'Anello F. Ogni 14,7 ore - tanto dura la sua rivoluzione intorno a Saturno - la piccola luna raggiunge l'apoapside, che è anche il punto di massima vicinanza al sottile oceano sospeso di corpuscoli e detriti che forma l'Anello F. Il suo passaggio ravvicinato crea una perturbazione gravitazionale: un filamento di corpuscoli si aggrega e si separa dal corpo dell'anello, disegnando una curva che si protende in direzione di Prometeo. Poi, a poco a poco, mentre la luna si allontana, la sottile striscia diventa più lunga e rarefatta e appare accoppiata a un canale oscuro: il vuoto lasciato dal flusso di particelle che ha seguito Prometeo.

La sequenza di immagini, assemblata in modo da dare l'impressione del movimento, mostra quasi metà di un ciclo completo flusso/canale creato dal passaggio di Prometeo. I frame neri corrispondono al periodo in cui il satellite e l'Anello F erano oscurati dall'ombra di Saturno. L'animazione è composta da 72 immagini consecutive acquisite con la camera ad alta risoluzione della sonda Cassini tra il 23 e il 24 novembre 2006, per un periodo complessivo di circa 12 ore e mezzo, con ogni immagine separata dalla successiva da un intervallo di 10,5 minuti. Cortesia: NASA/JPL/Space Science Institute

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A causa della maggiore velocità di rivoluzione del satellite rispetto all'Anello F, ogni successivo incontro ravvicinato avviene in un punto dell'anello che dista 3,2 gradi in longitudine dal luogo dove si è formato il precedente sbuffo di detriti. In tal modo, possono prodursi fino a 10-15 "drappeggi" presenti contemporaneamente sulla superficie dell'anello, ben visibili in alcune immagini riprese dalla sonda Cassini. Poi, finita la spinta gravitazionale di Prometeo, i drappeggi a poco a poco scompaiono, in virtù delle forze che agiscono di taglio sui detriti che li compongono, i quali vengono o dispersi nello spazio esterno oppure riassorbiti nel corpo dell'anello.

Animazione costruita assemblando immagini successive acquisite dalla sonda Cassini il 13 aprile 2005, da una distanza approssimativa di 1,2 milioni di km da Saturno. La luna che compare per prima sulla destra è Prometeo, il cui passaggio ravvicinato crea una serie di drappeggi sulla superficie dell'Anello F. La luna che compare successivamente sulla sinistra è Pandora. Cortesia: NASA/JPL/Space Science Institute

L'attrazione gravitazionale esercitata da Prometeo spinge tuttavia le particelle che formano una scia ad accumularsi l'una sull'altra. Quando queste "palle di neve" superano una certa grandezza, acquistano la forza gravitazionale sufficiente ad attrarre altri corpuscoli e a innescare così un processo di crescita continua. Il destino di simili oggetti dipende dai successivi incontri con Prometeo. Il satellite impiega circa 68 giorni a "doppiare" una medesima zona dell'Anello F, scompigliandola nuovamente. Ad ogni nuovo passaggio di Prometeo, le "palle di neve" precedentemente formatesi possono andare distrutte. Ma quelle che sopravvivono possono raggiungere dimensioni ragguardevoli, fino - pare - a 20 km di diametro.

Una simulazione al computer dell'effetto generato dal passaggio di Prometeo, non visibile, sull'Anello F di Saturno. Il campo ripreso copre un'area di 10 gradi sui 360 complessivi dell'anello. La ciclica ripetizione dei "drappeggi" si presta a essere raffigurata come una danza. Cortesia: NASA / JPL / SSI

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L'osservazione delle perturbazioni che Prometeo e altre lune come Pandora creano nell'Anello F di Saturno rappresenta un'occasione unica per gli scienziati, perché consente di studiare una versione in miniatura di quello che si presume sia stato il processo di formazione dei pianeti alle origini del sistema solare. L'Anello F si trova, infatti, in una posizione particolare, in cui la distruttiva forza di marea esercitata da Saturno viene controbilanciata dall'autogravità (self-gravity) che spinge i corpuscoli ad aggregarsi.

La struttura a ventaglio visibile sull'Anello F di Saturno è l'effetto dell'attrazione gravitazionale esercitata da Prometeo durante il suo passaggio. Le strutture luminose disomogenee sono aggregazioni di materiali presenti nell'anello provocate dal passaggio della Luna pastore. Probabilmente un'altra piccola luna giace invisibile all'interno o al di sotto nell'anello ed è responsabile del piccolo ventaglio di canali visibile sulla destra dell'immagine, nel riquadro etichettato con la lettera "F". Cortesia: NASA / JPL / Space Science Institute

La struttura a ventaglio visibile sull'Anello F di Saturno è l'effetto dell'attrazione gravitazionale esercitata da Prometeo durante il suo passaggio. Le strutture luminose disomogenee sono aggregazioni di materiali presenti nell'anello provocate dal passaggio della Luna pastore. Probabilmente un'altra piccola luna giace invisibile all'interno o al di sotto nell'anello ed è responsabile del piccolo ventaglio di canali visibile sulla destra dell'immagine, nel riquadro etichettato con la lettera "F". Cortesia: NASA / JPL / Space Science Institute

Il "drappeggio" creato sull'Anello F di Saturno dal passaggio di Prometeo è visibile molto chiaramente in questa immagine pubblicata su APOD il 2 agosto 2010. Cortesia: Cassini Imaging Team, ISS, JPL, ESA, NASA

Il "drappeggio" creato sull'Anello F di Saturno dal passaggio di Prometeo è visibile molto chiaramente in questa immagine pubblicata su APOD il 2 agosto 2010. Cortesia: Cassini Imaging Team, ISS, JPL, ESA, NASA

Riferimenti

Tag: saturno, prometeo, pandora, lune pastore, anelli di saturno, missione cassini, articoli

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