Scritto: Mercoledì, 25 Marzo 2015 21:14 Ultima modifica: Sabato, 28 Marzo 2015 21:11

Un nuovo periodo di rotazione per Saturno


Un nuovo metodo messo a punto dal Dr. Ravit Helled dell'Università di Tel Aviv propone un calcolo aggiornato per il periodo di rotazione di Saturno che permette anche una migliore comprensione della sua struttura interna e delle condizioni meteorologiche.
Secondo il nuovo studio, pubblicato sulla rivista Nature, il giorno saturniano dura 10 ore, 32 minuti e 45 secondi (± 46 secondi).

Rate this item
(0 votes)
Saturn W00089492-93-94 (red grn bl) - on September 12, 2014 Saturn W00089492-93-94 (red grn bl) - on September 12, 2014 Credit: NASA/JPL/Space Science Institute - Processing: 2di7 & titanio44

I risultato sono stati confermati applicando lo stesso metodo al calcolo del periodo di rotazione di Giove, che a differenza di quello di Saturno, è ben noto.

Saturn’s fast spin determined from its gravitational field and oblateness [abstract]

The alignment of Saturn’s magnetic pole with its rotation axis precludes the use of magnetic field measurements to determine its rotation period. The period was previously determined from radio measurements by the Voyager spacecraft to be 10 h 39 min 22.4 s. When the Cassini spacecraft measured a period of 10 h 47 min 6 s, which was additionally found to change between sequential measurements, it became clear that the radio period could not be used to determine the bulk planetary rotation period. Estimates based upon Saturn’s measured wind fields have increased the uncertainty even more, giving numbers smaller than the Voyager rotation period, and at present Saturn’s rotation period is thought to be between 10 h 32 min and 10 h 47 min, which is unsatisfactory for such a fundamental property. Here we report a period of 10 h 32 min 45 s ± 46 s, based upon an optimization approach using Saturn’s measured gravitational field and limits on the observed shape and possible internal density profiles. Moreover, even when solely using the constraints from its gravitational field, the rotation period can be inferred with a precision of several minutes. To validate our method, we applied the same procedure to Jupiter and correctly recovered its well-known rotation period.

Misurare la velocità di rotazione dei pianeti rocciosi, come la Terra e Marte, è un'operazione relativamente semplice, in fondo basta prendere come riferimento una caratteristica di superficie e calcolare il tempo che essa impiega per tornare nella medesima posizione. Ma i giganti gassosi come Giove e Saturno, sono più problematici, soprattutto quest'ultimo che ha zone in rotazione a velocità diverse.

Per anni gli scienziati hanno avuto difficoltà a trovare la durata esatta del giorno saturniano.
"Negli ultimi due decenni, è stato accettato che il periodo di rotazione standard di Saturno quello misurato dalla Voyager 2 nel 1980: 10 ore e 39 minuti e 22,4 secondi", ha detto il dottor Helled. "Ma quando la sonda Cassini è arrivata in orbita 30 anni dopo, il periodo di rotazione è stato misurato 8 minuti più lungo [10 ore 47 minuti 6 secondi]. Allora era chiaro che il periodo di rotazione di Saturno non poteva essere dedotto dalle fluttuazioni delle emissioni radio legate al suo campo magnetico".

Le bolle magnetiche intorno a Giove e Saturno emettono entrambe forti emissioni radio, generate dalle correnti elettriche che scorrono tra la magnetosfera del pianeta e la ionosfera.
Nel 1955, Bernard Burke e Kenneth Franklin, del Carnegie Institute in Washington D.C. rilevarono, in 17 delle 33 registrazioni di prova focalizzate su Giove e realizzate mediante il nuovo dipolo Mills Cross Array, disturbi alla frequenza di 22.2 MHz. Fu così accidentalmente scoperto che l'intensità della radiazione proveniente dal pianeta variava nel tempo (onde elettromagnetiche decametriche, cioè onde radio con lunghezza d’onda di qualche metro), sempre più forte e quindi più debole approssimativamente ogni 10 ore. Gli scienziati, quindi, capirono di poter usare la radiazione in radiofrequenza prodotta da Giove per misurare il periodo di rotazione del pianeta per la prima volta.

Saturno, inizialmente, sembrava avere un comportamento simile: l'intensità della radiazione SKR di Saturno (Saturn Kilometric Radiation, con lunghezza d'onda misurata in chilometri) variava con un periodo di circa 11 ore, facendo ipotizzare che tale valore corrispondesse alla velocità di rotazione del pianeta. Di conseguenza, SKR fu stato adottato dall'Astronomical Union come periodo di rotazione di Saturno.
Tuttavia le misurazioni della Cassini, in orbita intorno al pianeta dal 2004, dimostrarono che le firme periodiche dei campi magnetici di Giove e Saturno, sono guidate da fattori diversi. Inoltre, il lavoro della Cassini ha anche dimostrato che la potenza SKR varia nel tempo, cambiando dell'1% l'anno, una variazione che può sembrare poco significativa ma che non lo è per un corpo massiccio come Saturno. Inoltre, c'è una differente periodicità tra nord e sud, legata alle stagioni. Tutte informazioni che alla fine non hanno fatto altro che aumentare le incertezze, portando a stime diverse.

Il metodo di Helled si basa, invece, su un'ottimizzazione statistica basata su diverse soluzioni, ognuna delle quali considera le caratteristiche di Saturno, tenendo conto anche di tutte le incertezze. Il risultato finale è il dato verso cui tutte le soluzioni convergono.

Conoscere l'esatto periodo di rotazione del pianeta è di fondamentale importanza per una migliore comprensione della sua struttura e composizione.
"Non possiamo comprendere appieno la struttura interna di Saturno senza una determinazione accurata del suo periodo di rotazione", ha spiegato Helled. A sua volta, "la conoscenza della composizione di Saturno fornisce informazioni sulla formazione dei giganti gassosi in generale e sulle proprietà fisiche e chimiche della nebulosa da cui è nato il Sistema Solare".

"Il periodo di rotazione di un pianeta gigante è una proprietà fisica fondamentale e il suo valore influisce su molti aspetti della fisica di questi corpi, compresa la loro struttura interna e la dinamica atmosferica," ha detto ancora Helled.

Ora, i ricercatori sperano di applicare il loro metodo per altri pianeti gassosi del Sistema Solare, come Urano e Nettuno ed in futuro, anche per studiare i pianeti gassosi in orbita attorno ad altre stelle.

Read 3096 times Ultima modifica Sabato, 28 Marzo 2015 21:11
Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing.
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

https://twitter.com/EliBonora | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Leave a comment

Make sure you enter all the required information, indicated by an asterisk (*). HTML code is not allowed.

Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno

AcquistaLa pubblicazione ripercorre le gesta della missione interplanetaria NASA / ESA / ASI Cassini–Huygens, che esplorò Saturno e le sue lune dal 2004 al 2017. Le principali fasi del progetto, del lungo viaggio durato sette anni e della missione ultradecennale sono raccontate con semplicità e passione allo scopo di divulgare e ricordare una delle imprese spaziali robotiche più affascinanti ideate dall’uomo. Le meravigliose foto scattate dalla sonda nel sistema di Saturno, elaborate e processate dall’autrice, sono parte centrale della narrazione. Immagini uniche che hanno reso popolare e familiare un angolo remoto del nostro Sistema Solare. 244 pagine.

Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno di Elisabetta Bonora

 

Seguici!

Newsletter

Abilita il javascript per inviare questo modulo

Immagine del giorno

NEO news

  • NEO News

    Notizie e aggiornamenti sugli incontri ravvicinati con oggetti potenzialmente pericolosi e sulla loro catalogazione. Ultimo aggiornamento: 7 Aprile

statisticaMENTE

  • COVID-19 update
    COVID-19 update

    Periodico aggiornamento sulla curva di contagio in Italia, con possibili sviluppi futuri. (aggiornamento del 8 Aprile sera)

  • ISS height
    ISS height

    Andamento dell'orbita della Stazione Spaziale Internazionale.

    Aggiornamento del 4 Aprile [Last update: 04/04/2020]

  • HST orbit
    HST orbit

    Hubble Space Telescope orbit monitor.

    Aggiornamento del 3 Aprile [Last update: 04/03/2020].

  • Insight statistics
    Insight statistics

    Meteorologia e numero di immagini trasmesse dal lander geologo [aggiornato al 7/4/20 - Sol 484] 

  • OSIRIS REx operations
    OSIRIS REx operations

    Le manovre della sonda americana intorno a Bennu (aggiornato il 25/3/20). 

  • Curiosity odometry
    Curiosity odometry

    Statistiche sulla distanza percorsa, posizione, velocità e altezza del rover Curiosity.

    Aggiornato il 21 Marzo [updated on March,21]

HOT NEWS