Sebbene le caratteristiche insolite di Saturno siano state notate per la prima volta da Galileo nel 1610, sarebbero passati altri quarantacinque anni prima che fossero descritte da Christiaan Huygens come un disco che circonda Saturno. Successivamente, i telescopi terrestri potevano distinguere solo quattro anelli concentrici unici, etichettati A, B, C e D. Solo negli anni ’80 le due sonde Voyager della NASA volarono vicino a Saturno per fotografare migliaia di anelli concentrici. Una sorpresa ancora più grande per gli scienziati della Voyager furono strutture scure a forma di raggi radiali nel piano degli anelli, che andavano e venivano mentre ruotavano attorno a Saturno.
Negli ultimi tre decenni il telescopio spaziale Hubble ha ripreso il lavoro da dove si erano interrotti i Voyager. La visione ultra-nitida di Hubble è una cosa davvero straordinaria e il telescopio segue ogni anno la “giostra” dell’anello. Si ritiene che i raggi oscuri siano particelle di polvere fatte levitare elettrostaticamente sopra il piano dell’anello. Sembrano cambiare in abbondanza con le stagioni di sette anni di Saturno e ciò potrebbe essere collegato ai cambiamenti nel suo campo magnetico poiché il pianeta è colpito dal vento solare.
Saturno si presenta con anelli bianchi luminosi e la sfera principale multicolore. Le caratteristiche dei raggi sui lati sinistro e destro degli anelli appaiono come deboli macchie grigie sullo sfondo luminoso degli anelli, a circa metà strada dal pianeta al bordo esterno degli anelli. Sopra il piano degli anelli, le bande del pianeta sono sfumature di rosso, arancione e giallo, con un bianco brillante più vicino all’equatore. I raggi di Saturno sono caratteristiche transitorie che ruotano insieme agli anelli ed il loro aspetto persiste solo per due o tre rotazioni attorno a Saturno. Durante i periodi attivi raggi appena formati si aggiungono continuamente allo schema.
Nel 1981, la Voyager 2 della NASA fotografò per la prima volta i raggi e anche l’orbiter Cassini della NASA osservò i raggi durante la sua missione durata 13 anni e terminata nel 2017.
Hubble continua ad osservare Saturno ogni anno mentre i raggi vanno e vengono. Il ciclo è stato catturato dal programma Outer Planets Atmospheres Legacy (OPAL) di Hubble, iniziato quasi un decennio fa per monitorare annualmente i cambiamenti meteorologici su tutti e quattro i pianeti esterni detti “giganti gassosi”.
Le immagini nitide di Hubble mostrano che la frequenza delle apparizioni dei raggi è determinata dalla stagione e furono registrati per la prima volta nei dati OPAL nel 2021, ma solo sul lato mattutino (sinistro) degli anelli. Il monitoraggio a lungo termine mostra che sia il numero che il contrasto dei raggi variano con le stagioni di Saturno. Saturno è inclinato sul suo asse come la Terra e ha stagioni che durano circa sette anni.
“Ci stiamo dirigendo verso l’equinozio di Saturno, quando ci aspetteremmo la massima attività dei raggi, con frequenza più elevata e raggi più scuri che appariranno nei prossimi anni”, ha affermato la scienziata capo del programma OPAL, Amy Simon del Goddard dello Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland.
Quest’anno, tali strutture effimere sono apparse simultaneamente su entrambi i lati del pianeta mentre ruotano attorno al mondo gigante. Sebbene sembrino piccoli rispetto a Saturno, la loro lunghezza e larghezza possono superare il diametro della Terra!
“La teoria principale è che i raggi siano legati al potente campo magnetico di Saturno, con una sorta di interazione con il campo magnetico solare che genera i raggi”, ha detto la Simon. Quando è vicino l’equinozio su Saturno, il pianeta e i suoi anelli sono meno inclinati rispetto al Sole. In tale configurazione, il vento solare potrebbe colpire con maggiore forza l’immenso campo magnetico di Saturno, favorendo la formazione dei raggi.
Gli scienziati planetari ritengono che le forze elettrostatiche generate da tale interazione facciano levitare la polvere o il ghiaccio sopra l’anello per formare i raggi, anche se dopo diversi decenni nessuna teoria è in grado di prevederne perfettamente l’apparizione. Le continue osservazioni di Hubble potrebbero alla fine aiutare a risolvere il mistero.
Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra NASA ed ESA.
di Eleonora Marino