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Cassini: svelato il mistero dell'atmosfera di Saturno

07 aprile 2020
Gli strati superiori nelle atmosfere dei pianeti giganti gassosi sono caldi, proprio come quelli della Terra. Ma, a differenza della Terra, il Sole è troppo lontano da questi pianeti esterni per essere causa delle alte temperature. Una nuova mappatura dell'atmosfera del pianeta Saturno ha rivelato la spiegazione più plausibile del motivo per cui siano così caldi.

Una nuova analisi dei dati della navicella spaziale Cassini della NASA ha trovato una valida spiegazione di ciò che mantiene gli strati superiori di Saturno, e forse quelli degli altri giganti gassosi, così caldi: le aurore presenti ai poli nord e sud del pianeta. Le correnti elettriche, innescate dalle interazioni tra venti solari e particelle cariche delle lune di Saturno, accendono le aurore e riscaldano l'atmosfera superiore proprio come avviene per l'aurora boreale terrestre - l'osservazione delle aurore indica infatti agli scienziati cosa sta succedendo nell'atmosfera del pianeta.
Il lavoro, pubblicato il 6 aprile in Nature Astronomy, è la mappatura più completa della temperatura e della densità dell'atmosfera superiore di un gigante gassoso in una regione che, in generale, è stata poco compresa.
Costruendo un quadro completo di come il calore circola nell'atmosfera, gli scienziati sono in grado di comprendere meglio come le correnti elettriche aurorali riscaldano gli strati superiori dell'atmosfera di Saturno e guidano i venti. Il sistema eolico globale può distribuire questa energia, che inizialmente viene depositata vicino ai poli verso le regioni equatoriali, riscaldandole al doppio delle temperature previste con il solo riscaldamento del Sole. Questi risultati sono fondamentali per la nostra comprensione generale delle atmosfere superiori planetarie e sono una parte importante dell'eredità di Cassini che aiuta a rispondere alla domanda sul perché la parte più alta dell'atmosfera sia così calda mentre il resto dell'atmosfera, a causa della grande distanza dal sole, è fredda.
Gestita dal Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California meridionale, la sonda Cassini è rimasta in orbita ad osservare Saturno per più di 13 anni prima di esaurire la sua fornitura di carburante. La missione è terminata con un tuffo nell'atmosfera del pianeta nel settembre 2017, deciso in parte per proteggere da possibili contaminazioni la sua luna Encelado che Cassini ha scoperto potrebbe contenere condizioni adatte alla vita. Ma prima del suo tuffo, Cassini ha eseguito 22 orbite molto vicine a Saturno in un ultimo step della missione denominato "Grand Finale". Durante il Grand Finale sono stati raccolti i dati chiave per la nuova mappatura della temperatura dell'atmosfera di Saturno. Per sei settimane Cassini ha inquadrato diverse stelle luminose presenti nelle costellazioni di Orione e del Cane Maggiore nel loro transito dietro Saturno. Mentre la navicella spaziale osservava i movimenti delle stelle, gli scienziati hanno analizzato come la luce delle stesse veniva modificata nell'attraversare l'atmosfera.
Misurare la densità dell'atmosfera ha così fornito agli scienziati le informazioni di cui avevano bisogno per trovare le temperature, la densità infatti diminuisce con l'altitudine e questo tasso di diminuzione dipende dalla temperatura. Si è così scoperto che le temperature raggiungono il picco vicino alle aurore, indicando che le correnti elettriche aurorali riscaldano l'atmosfera superiore.
E le misurazioni di densità e temperatura insieme hanno aiutato gli scienziati a capire le velocità del vento. Comprendere l'atmosfera superiore di Saturno, dove il pianeta incontra lo spazio, è la chiave per comprendere lo spazio meteorologico e il suo impatto su altri pianeti nel nostro sistema solare e sugli esopianeti attorno ad altre stelle.
La missione Cassini-Huygens è un progetto cooperativo della NASA, dell'ESA (Agenzia spaziale europea) e dell'Agenzia spaziale italiana.

fonti: NASA Jet Propulsion Laboratory

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