Nascita dei satelliti dei pianeti giganti potrebbe dipendere dagli anelli

Un anello planetario è un disco di polveri e altre piccole particelle che orbitano attorno ad un pianeta formando un disco piatto. L’esempio più spettacolare e famoso è quello degli anelli attorno a Saturno, ma anche gli altri tre giganti gassosi del Sistema solare, Giove, Urano e Nettuno, hanno un proprio sistema di anelli. Ora, due ricercatori francesi hanno proposto il primo modello che spiega come la maggior parte dei satelliti regolari nel nostro Sistema Solare si sia formata sugli anelli planetari.

Il modello, unico nel suo genere, è stato esaminato nel 2010 sui satelliti naturali di Saturno. Esso sembra spiegare la distribuzione attuale dei pianeti “giganti” e spiega anche come si sono formati i satelliti dei pianeti “terrestri” ad esempio, la Terra o Plutone. Questi risultati rappresentano un importante passo avanti per comprendere meglio e per spiegare la formazione dei sistemi planetari in tutto l’Universo. Il risultato è stato pubblicato sulla rivista Science.

C’è una differenza fondamentale tra i sistemi planetari giganti, come Giove e Saturno, e quelli terrestri, come la Terra o Plutone. Un gigante gassoso, denominato anche pianeta gioviano, è un grosso pianeta che non è composto prevalentemente da roccia. I giganti gassosi, in realtà, possono avere un nucleo roccioso, ed effettivamente si sospetta che un tale nucleo sia necessario per la loro formazione. La maggior parte della loro massa è tuttavia presente sotto forma di gas (oppure gas compresso in uno stato liquido). A differenza dei pianeti rocciosi, i giganti gassosi non hanno una superficie ben definita. Il Sistema Solare presenta quattro giganti gassosi: Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Mentre, i giganti sono circondati dagli anelli e da innumerevoli  piccoli satelliti naturali, i pianeti terrestri hanno invece poche lune, o una sola, che sono anche senza anelli. Fino ad ora, questi due modelli sono stati comunemente utilizzati per spiegare la presenza dei satelliti regolari nel nostro Sistema Solare. Questi indicano che i satelliti dei pianeti terrestri come la Terra e Plutone si sono formati a seguito di una collisione gigante.

Inoltre, i modelli mostrano che i satelliti dei pianeti giganti si sono formati in una nebulosa che circonda il pianeta. Tuttavia, non rappresentano la specifica distribuzione e la composizione chimica dei satelliti in orbita dei pianeti giganti. Quindi, una terza teoria sembrava necessaria.

Nel 2010 – 2011, un gruppo di ricercatori francesi ha sviluppato un nuovo modello basato sulle simulazioni numeriche e sui dati raccolti dalla sonda Cassini per descrivere come si sono create le lune di Saturno. Questi scienziati hanno scoperto che gli anelli di Saturno, che sono dischi molto sottili costituiti dai piccoli blocchi di ghiaccio che circondano il pianeta, hanno dato alla luce i satelliti di ghiaccio. Ciò è dovuto al fatto che gli anelli si distribuscono col tempo e quando raggiungono una certa distanza dal pianeta (noto come limite di Roche), le loro estremità si agglomerano e formano piccoli corpi che si staccano e si allontanano. Questo è il modo in cui gli anelli danno origine ai satelliti in orbita intorno al pianeta.

In questa nuova ricerca, due ricercatori, Aurélien Crida dell’Università di Nizza Sophia Antipolis e dell’Osservatorio de la Côte d’Azur e Sébastien Charnoz dell’Université Paris Diderot (Parigi 7) hanno esaminato il nuovo modello, dimostrando che poteva essere esteso agli altri pianeti. I loro calcoli hanno portato a fornire risultati molto importanti. Questo modello dedicato alla formazione dei satelliti dagli anelli planetari spiega perché la maggior parte dei satelliti si trova più distante del pianeta rispetto alla distanza tra satelliti più piccoli e il proprio pianeta. Lo studio indica anche l’accumulo di satelliti in prossimità del limite di Roche, il loro “luogo di nascita”, sul bordo esterno degli anelli.

Questa distribuzione è perfettamente concordante con il sistema planetario di Saturno. Lo stesso modello  potrebbe anche rivolgersi ai satelliti dei pianeti giganti, Urano e Nettuno, che sono organizzati secondo uno schema simile, suggerendo che una volta questi pianeti avevano enormi anelli simili a quelli di Saturno, che poi hanno perso tali anelli dando alla luce i loro satelliti.

Infine, il modello potrebbe essere applicato anche alla formazione dei satelliti dei pianeti terrestri. Secondo i calcoli dei ricercatori, esistono casi particolari in base a cui un singolo satellite potrebbe essere formato dall’anello intorno al pianeta. E’ il caso ad esempio, della Terra e della Luna, e di Plutone e Caronte.