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Cassini svela perché lo scudo magnetico di Saturno è sbilanciato
Un gruppo di ricercatori guidato dalla Lancaster University ha identificato nei dati della missione Cassini-Huygens una caratteristica inattesa dello scudo magnetico di Saturno: la regione polare attraverso cui penetrano le particelle solari è spostata dal mezzogiorno verso il pomeriggio e, in alcuni casi, la sera. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, sostiene l’ipotesi che la rotazione dei pianeti giganti possa modellare il loro ambiente spaziale più intensamente di quanto accada sulla Terra.
La magnetosfera è la regione nella quale il campo magnetico di un pianeta devia gran parte delle particelle cariche trasportate dal Sole. Vicino ai poli presenta però aperture a forma di imbuto, chiamate cuspidi magnetosferiche, attraverso le quali una parte del materiale solare può raggiungere più direttamente l’alta atmosfera. La loro posizione fornisce quindi indicazioni sull’equilibrio delle forze che agiscono attorno al pianeta.
I ricercatori hanno esaminato le osservazioni raccolte da Cassini tra il 2004 e il 2010 e le hanno confrontate con misure analoghe effettuate presso la Terra. La cuspide di Saturno si trovava mediamente nell’intervallo 13:00-15:00 dell’orario locale, anziché vicino a mezzogiorno. In alcune osservazioni la struttura si estendeva addirittura verso le 20:00, mostrando una marcata deviazione in direzione del crepuscolo.
Sulla Terra, che completa una rotazione in 24 ore, la forma della bolla magnetica dipende soprattutto dall’equilibrio tra la pressione del campo planetario e quella del vento solare. Saturno completa invece una rotazione in circa 10,7 ore: secondo l’interpretazione proposta nello studio, questo movimento trascina il disco di particelle cariche e sposta la cuspide verso il settore pomeridiano.
A rendere il sistema ancora più diverso da quello terrestre contribuisce Encelado. La piccola luna espelle materiale che viene ionizzato e alimenta la magnetosfera di Saturno. La combinazione tra questo plasma abbondante e la rapida rotazione modifica il bilancio con il vento solare, offrendo una spiegazione fisica alla posizione osservata della cuspide. I risultati supportano dunque una teoria già discussa per i pianeti giganti, senza dimostrare che un unico meccanismo controlli ogni variazione rilevata.
Lo spostamento influenza anche i modelli della riconnessione magnetica, il processo nel quale le linee del campo si riorganizzano liberando energia e accelerando particelle fino a energie dell’ordine dei keV o superiori. Stabilire dove questo fenomeno avviene aiuta a interpretare le aurore di Saturno, particolarmente luminose, e a ricostruire il percorso delle particelle energetiche nell’ambiente vicino al pianeta.
Cassini orbitò Saturno dal 2004 al 2017 e fu realizzata con il contributo di NASA, ESA e ASI. L’analisi mostra che le misure archiviate dalla sonda continuano a permettere verifiche su processi difficili da osservare direttamente. Gli autori suggeriscono che modelli aggiornati, capaci di includere rotazione e plasma interno, potranno descrivere meglio anche le magnetosfere degli altri giganti del Sistema Solare.
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