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NOScienza mercoledì 20 gennaio 2021 ore 11:14
Un ricercatore toscano svela le mosse di Saturno
La caratteristica forma di Saturno è dovuta ad una combinazione di fattori, a studiarne l'origine è stato un ricercatore pisano, Giacomo Lari
PISA — La migrazione di Titano ha cambiato l'asse di rotazione di Saturno, dietro lo studio dei movimenti planetari c'è un ricercatore pisano, Giacomo Lari.
Lo studio pubblicato su Nature Astronomy rivela come l'obliquità di Saturno potrebbe essere avvenuta in tempi recenti a seguito di alcune variazioni che si ripetono anche per altri pianeti come ad esempio Giove.
“Dalle teorie di formazione planetaria, sappiamo che le obliquità iniziali di Giove e Saturno erano quasi nulle - ha spiegato Giacomo Lari - è necessario quindi capire quale meccanismo ha permesso all'asse di rotazione di Saturno di raggiungere un’inclinazione pari a 27°. Lo scenario comunemente accettato finora prevedeva che, durante la tarda migrazione planetaria (conclusa al più 4 miliardi di anni fa), la frequenza media di precessione del nodo di Nettuno, indicata con s8, fosse diminuita fino a diventare uguale alla frequenza di precessione dell'asse di rotazione di Saturno, bloccandolo in una cosiddetta "risonanza spin-orbit secolare". Mentre s8 continuava a calare, l'obliquità di Saturno sarebbe stata forzata a crescere per mantenere la risonanza. Una volta che Nettuno ha smesso di migrare, l'obliquità si sarebbe stabilizzata al valore osservato oggi. La rapida migrazione di Titano rende però impossibile questo scenario. Infatti, ora sappiamo che 4 miliardi di anni fa Titano si trovava su un'orbita molto più vicina a Saturno, impedendo alla frequenza di precessione del nodo di Nettuno di raggiungere quella molto più bassa dell'asse di rotazione di Saturno”.
La ricerca dimostra che è possibile ottenere l'obliquità odierna del pianeta partendo da un valore minimo di circa 3°. In questo nuovo scenario, la frequenza di precessione dell'asse di rotazione è lentamente aumentata a causa della migrazione di Titano e ha raggiunto, molto più recentemente (circa 1 miliardo di anni fa), il valore di s8, permettendo la cattura in risonanza. A causa del continuo allontanamento di Titano e al blocco in risonanza, l'obliquità di Saturno è piano piano cresciuta fino a raggiungere oggi 27°.
Lo stesso modello è stato proposto dal team di ricercatori per la futura evoluzione di Giove: a causa della migrazione dei satelliti Galileiani Io, Europa, Ganimede e Callisto, nei prossimi miliardi di anni Giove entrerà in una risonanza spin-orbit con la frequenza media di precessione del nodo di Urano (s7) e la sua obliquità di soli 3° sarà forzata ad aumentare.
A differenza di quanto pensato precedentemente, le obliquità di Giove e Saturno non sono fissate una volta per tutte al termine della migrazione planetaria, ma evolvono in maniera continua a causa della migrazione mareale dei loro satelliti. Inoltre, dato che la vicinanza a risonanze spin-orbit e la veloce migrazione dei satelliti appaiono essere delle condizioni non troppo rare per i giganti gassosi, è molto probabile che lo stesso meccanismo trovato per Giove e Saturno intervenga nell'evoluzione dei pianeti extrasolari.
“Questo risultato ha delle importanti conseguenze sulla storia dell'evoluzione delle orbite dei pianeti del nostro Sistema Solare. I modelli di evoluzione orbitale dei pianeti sono stati finemente calibrati in modo da riuscire a riprodurre l'aumento di obliquità di Saturno ed evitare quello di Giove. Alla luce delle nuove scoperte, questi vincoli non hanno più alcuna ragione di essere considerati, in quanto la crescita di inclinazione dell'asse di rotazione di Saturno non è avvenuta durante la tarda migrazione planetaria come precedentemente pensato” ha spiegato Lari.
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