giovedì 1 aprile 2010

Lo strano andamento delle temperature di Mimas, un satellite di Saturno


Mimas è un satellite di Saturno, il settimo per grandezza. Noto fin dalla fine del '700 (una delle tante scoperta del grande astronomo tedesco naturalizzato inglese Herschel), ha un diametro di circa 400 km, una densità è poco superiore a quella dell'acqua (1,15) e mostra una caratteristica tipica sulla sua superficie: un cratere di ben 130 km, denominato proprio "Herschel", i cui bordi sono alti quasi 5 Km, che la fa assomigliare alla celebre “stella morta” di Guerre Stellari.

Come altre lune del pianeta dagli anelli, mostra di avere una certa attività superficiale.

La missione Cassini non poteva non occuparsi di Mimas. Nell'ultimo fly-by avvenuto il 13 febbraio scorso ad una distanza di poco meno di 10.000 km, la navicella spaziale ha scattato diverse foto che hanno rivelato grandi variazioni superficiali nel ghiaccio che ricopre il satellite. La prima immagine è stata ottenuta unendo 3 fotografie scattate rispettivamente nell'ultravioletto, nel verde e nell'infrarosso, allo scopo di amplificare visivamente le differenze esistenti. Si vede abbastanza chiaramente il cratere Herschel e le zone immediatamente adiacenti. L'ipotesi più probabile è che i colori marchino delle differenze nella composizione della superficie del satellite.

Ma questa immagine non è poi così clamorosa rispetto a quella successiva, che è stata ottenuta con lo spettrometro ad infrarossi, capace di esaltare le differenze di temperatura.

Un corpo celeste “tipico” ha una distribuzione delle temperature in cui le massime sono raggiunte all'equatore e le minime ai poli, con in ogni punto il picco superiore nel primo pomeriggio. Ebbene, Mimas ha un andamento di questi valori completamente diverso.
Detto che – data la lontananza dal Sole – il clima su Mimas non è propriamente “caldo e afoso”, ma le temperature oscillano intorno ai 200° sottozero, non si era mai vista una cosa simile. La ripresa ci fa vedere che i valori massimi si hanno sia nel cratere Herschel che soprattutto in una mezzaluna che lo circonda e non di pomeriggio ma al mattino.

L'effetto ricorda quello del noto “pac-man” mentre si mangia un punto e visto che i parametri orbitali di Mimas sono normali, indubbiamente c'è qualcosa di strano.

La parola d'ordine al Southwest Research Institute in Boulder, in Colorado è quindi capire come mai in quella fascia la temperatura è di circa -181°, nel cratere Herschel -189° e nel resto del satellite -196°.
La spiegazione per quanto riguarda il cratere può essere un effetto delle pareti molto alte che lo delimitano e costituiscono in qualche modo luna trappola per il calore,

Ma la fascia esterna?
John Spencer, uno scienziato che lavora proprio sullo spettrometro a infrarossi di Cassini sospetta che le temperature differenti siano una spia di una differenza nella tessitura superficiale, come se ci fossero due tipi di “neve”, una vecchia densa e una più recente composta da polvere caduta “di recente” (astronomicamente parlando). Il ghiaccio denso infatti trasmette meglio il calore verso l'interno, mentre la polvere ha delle maggiori capacità isolanti e lo trattiene meglio.

In questo caso la spiegazione è che l'impatto che ha creato il cratere Hershel abbia fuso il ghiaccio superficiale o che si sia formata una nuvola di ghiaccio che è ricaduta più in là ricoprendo con della polvere la superficie ghiacciata preesistente.

La spiegazione appare convincente ma qualcuno avanza dubbi: Mimas attira su di se parte del materiale dell'anello E di Saturno, come può quindi essersi fissata una situazione come questa?

C'è quindi chi avanza un'altra spiegazione e cioè la presenza più in quella fascia che altrove di particelle silicatiche di provenienza meteoritica.

Quindi l'unica cosa sicura è che le differenze termiche dimostrano differenze nella struttura e/o nella composizione della superficie di Mimas. Ma come queste possano continuare a sussistere in una superficie che viene continuamente ricoperta da altro materiale (quello proveniente dall'anello E) non è ancora chiaro.

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