Gli anelli di Saturno: che cosa sono, come sono fatti, perché stanno scomparendo4 min di lettura

Ah, gli anelli di Saturno! Tutti gli adoriamo, tutti ne siamo affascinati e tutti vogliamo vederli al telescopio almeno una volta nella vita. Ma gli anelli di Saturno non sono sempre esistiti e non sempre resteranno lì.

In questo post vediamo insieme un po’ tutto ciò che c’è da sapere sugli anelli di Saturno, fino ad arrivare alla cattiva notizia: a un certo punto nel futuro, Saturno non avrà più i suoi anelli.

Ma procediamo con ordine.

Gli anelli visti da lontano e da vicino

Da lontano gli anelli ci sembrano strutture molto compatte; da vicino invece vedremmo una marea di sassi che circondano Saturno: questa rappresentazione grafica di un’ipotetica vista ravvicinata degli anelli di Saturno.

L’ipotesi che gli anelli fossero composti di tantissime particelle fu dimostrata da vari scienziati in passato come, per esempio, Laplace nel 1787 e Maxwell nel 1859. Molto di quello che sappiamo degli anelli lo dobbiamo alla missione Cassini, che fino a poco tempo fa orbitava Saturno e le sue lune.

Forse, anzi senza forse, gli anelli di Saturno sono tra le peculiarità più affascinanti da studiare nel Sistema Solare.

Visti da lontano, come in questa foto della (fu) sonda Cassini a 725 mila km da Saturno, gli anelli sembrano formare una specie di disco in vinile.

Di che cosa sono fatti gli anelli?

In realtà, gli anelli sono fatti per la maggior parte da pezzi di ghiaccio: alcuni di questi ghiaccioli sono grandi come granelli di sabbia, altri invece hanno le dimensioni di una montagna. 

Gli anelli di Saturno sono fatti per il 95% di ghiaccio (acqua) e, a quanto pare, tra circa 300 milioni di anni scompariranno (come vi racconterò tra poco). Meglio approfittarne, comprare un telescopio e osservarli finché si è in tempo.

La classificazione degli anelli

Gli anelli hanno vari nomi a seconda dell’anno in cui sono stati scoperti. Questa cosa crea sempre un po’ di problemi quando si tratta di identificarli nelle foto o di presentarli. E allora vediamo una lista (con foto di alcuni anelli):

  • L’anello D è quello più vicino al pianeta. Si trova a una distanza dal pianeta compresa tra 66970 e 74490 km e ha una larghezza di 7500 km.
  • L’anello C si trova a una distanza tra 74490 e 91980 km da Saturno e ha una larghezza di 17500 km.
  • L’anello B si trova a una distanza tra 91980 e 117500 km con larghezza 25500 km.
  • Poi troviamo la Divisione Cassini, a una distanza tra 117500 e 122050 km e con larghezza 4700 km.
  • L’anello A si trova a una distanza tra 122050 – 136770 km e ha una larghezza di 14600 km.
  • Poi abbiamo la Divisione Roche a una distanza di 136770 e 139380 km con una larghezza di 2600 km.
  • L’anello F inizia a una distanza di 140224 km, ma ancora ci sono incertezze sulla larghezza (comunque dovrebbe essere tra 30 e 500 km).
  • L’anello G si trova a una distanza tra 166000 e 174000 km con una larghezza di 8000 km.
  • Infine, chiudiamo con l’anello E. si trova a una distanza tra 180000 e 480000 km e ha una larghezza enorme rispetto agli altri anelli, pari a 300000 km.
Questa foto mostra una porzione di anelli e la loro classificazione (Crediti: NASA)

Che cosa sono le Divisioni? Si tratta di regioni attorno a Saturno che sembrano vuote, ma in realtà hanno soltanto una densità di materiale molto bassa. Le divisioni corrispondono a regioni che si trovano in risonanza orbitale con qualche luna di Saturno: che vuol dire? Due oggetti sono detti in risonanza orbitale se i periodi di rivoluzione sono multipli tra loro; per esempio se una luna impiega 10 giorni a fare un giro attorno a un pianeta e un’altra luna impiega 20 giorni, allora le due lune sono in risonanza orbita. Quando accade ciò, i due oggetti in risonanza orbitale sentono la reciproca gravità in modo stabile. Questa cosa, come ho già detto, succede tra alcune regioni degli anelli e alcune lune di Saturno e il risultato finale è che nelle regioni degli anelli in questione non si deposita molto materiale (rispetto alle altre zone degli anelli).

Gli anelli sono sottili, molto sottili

Gli anelli di Saturno sono estremamente sottili: alcune osservazioni indicano che in certi punti lo spessore è addirittura di 10 metri, mentre quando va bene si arriva a circa un kilometro. 

Anelli sottili, incredibilmente sottili (Crediti: NASA/Cassini)

Per la larghezza invece, come abbiamo visto, siamo a dimensioni di più di 300 mila kilometri, roba del tipo che la luce impiegherebbe almeno un secondo per percorrere la distanza che corrisponde alla larghezza degli anelli. 
In pratica, il rapporto tra spessore e larghezza degli anelli, quando va bene, è 1 su 300 mila. 
Così, per curiosità, pensate che un foglio di carta formato A4 ha un rapporto tra spessore e larghezza 100 volte maggiore. 
Una roba incredibile.

Un diamante è per sempre, un anello di Saturno no

Anzi, in realtà, non è una cosa incredibile. Se guardiamo con gli occhi della scienza e ci mettiamo nei panni dei processi lenti ma decisi che avvengono nell’universo, le cose diventano assolutamente credibili: gli anelli di Saturno sono il risultato di interazioni gravitazionali tra Saturno e chissà quale sua luna, che adesso non esiste più; il tutto avvenuto in chissà quanti milioni, se non miliardi di anni.

E non solo: questo studio qui sembra indicare che gli anelli di Saturno, a un certo punto nel futuro, scompariranno.

Ecco come potrebbero apparire gli anelli di Saturno tra 100 milioni di anni (Crediti: NASA)

Ora provo a raccontarvi come e perché potrebbe accadere tutto ciò.

Le particelle che compongono gli anelli di Saturno orbitano attorno al pianeta: sono attratte dalla gravità di Saturno che non le fa scappare nello spazio e allo stesso tempo hanno una velocità che li fa girare anziché cadere. A questa situazione di equilibrio dobbiamo ora aggiungere un ingrediente: la luce del Sole (a frequenze ultraviolette, per la precisione).

Quando la luce ultravioletta del Sole colpisce le particelle ghiacciate più piccole degli anelli, queste diventano cariche elettricamente; a questo punto l’equilibrio iniziale si rompe, perché le particelle ghiacciate e cariche iniziano a sentire anche l’influenza del campo magnetico e quindi a muoversi. Quando questa situazione si realizza, l’equilibrio tra gravità e velocità di queste piccole particelle non esiste più: a un certo punto la velocità delle particelle ghiacciate non è più sufficiente, la gravità vince e le particelle cadono su Saturno. Questo fenomeno è chiamato ring rain (pioggia di anelli) ed è stato studiato per la prima volta nel 1986 in un articolo dello scienziato Jack Connerney.

La domanda ora è: ma come facciamo a osservare una roba del genere, cioè piccolissime particelle che piovono su Saturno? Dunque, quando si ha questa ring rain, nell’alta atmosfera di Saturno si formano tante particelle chiamate ioni H3+ (formati da due protoni e tre elettroni). Ora, quando gli ioni H3+ sono colpiti dalla luce del Sole, gli elettroni acquistano prima energia e poi la cedono. Questa energia ceduta è sotto forma di luce infrarossa.

Ecco, ci siamo: un team di astrofisici guidato da James O’Donoghue ha osservato (con il telescopio Keck, situato alle Hawaii) proprio questa luce infrarossa e ne ha ricavato il tasso con cui avviene la ring rain. Da qui, è stato possibile fare una stima: con il ritmo osservato gli anelli di Saturno dureranno altri 300 milioni di anni.

Comunque, il punto è che gli anelli di Saturno sembrerebbero essere un fenomeno transitorio: Saturno esiste da 4 miliardi di anni e il periodo durante il quale il pianeta sembrerebbe essere circondato dagli anelli è molto breve in confronto proprio all’età del pianeta. Infatti, i dati della sonda Cassini in passato hanno stimato che gli anelli esisterebbero solo da 100 milioni di anni.

Siccome potrei aver scritto molto, posto questo video della NASA che riassume con un po’ di immagini come funziona la ring rain e la scomparsa futura degli anelli di Saturno (se ve la cavate con l’inglese attivate pure i sottotitoli per avere più informazioni e seguire meglio il video).