Queste sono state utilizzate in un nuovo studio, accettato dalla rivista Nature Astronomy, per svelare nuove informazioni sul nucleo del pianeta.
Il team ha utilizzato i dati acquisiti dalla sonda Cassini della NASA, che ha orbitato attorno al gigante gassoso per 13 anni prima che di tuffarsi nell'atmosfera del pianeta nel 2017.

I risultati suggeriscono che il nucleo di Saturno non è una dura palla di roccia, come avevano proposto alcune teorie, ma una zuppa diffusa di ghiaccio, roccia e fluidi metallici. Ciò che gli scienziati chiamano nucleo "diffuso". L'analisi rivela anche che il nucleo si estende per il 60% del diametro del pianeta, il che lo rende sostanzialmente più grande di quanto stimato in precedenza.

"Abbiamo usato gli anelli di Saturno come un gigantesco sismografo per misurare le oscillazioni all'interno del pianeta", ha detto Jim Fuller, assistente professore di astrofisica teorica alla Caltech e co-autore dello studio. "Questa è la prima volta che siamo stati in grado di sondare sismicamente la struttura di un pianeta gigante gassoso e i risultati sono stati piuttosto sorprendenti".

L'esito si allinea con le recenti prove della missione Juno della NASA, che indicano che anche il gigante gassoso Giove potrebbe avere un nucleo similmente diluito.

 

Un sismografo naturale

"I nuclei diffusi sono come una melma", ha spiegato Christopher Mankovich, autore principale del documento. "L'idrogeno e l'elio si mescolano gradualmente con sempre più ghiaccio e roccia mentre ti muovi verso il centro del pianeta. È un po' come accade in alcune parti degli oceani della Terra dove la salsedine aumenta man mano che si arriva a livelli sempre più profondi, creando un ambiente in configurazione stabile".

L'idea che le oscillazioni di Saturno possano produrre onde nei suoi anelli e che gli anelli possano quindi essere usati come sismografo per studiare l'interno di Saturno è nata all'inizio degli anni '90 da Mark Marley e Carolyn Porco, che in seguito è diventata il capo del team di imaging della missione Cassini.

La sonda della NASA ha osservato perturbazioni negli anelli moltissime volte, causate dal passaggio di lune piccole e grandi: gli anelli sono una struttura estremamente dinamica che si increspa, si flette e si ondula se perturbata (per un approfondimento, si veda il mio libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno"). Ma gli astronomi hanno anche scoperto che l'anello C, il più interno insieme al debole anello d, conteneva molteplici schemi a spirale guidati dalle fluttuazioni nel campo gravitazionale di Saturno e che questi schemi erano distinti dalle altre onde negli anelli causate dalle interazioni gravitazionali con le lune di passaggio. Ora, Mankovich e Fuller hanno analizzato il modello delle increspature negli anelli per sondare l'interno del pianeta.

"Saturno trema sempre, ma sottilmente", ha detto Mankovich. "La superficie del pianeta si muove di circa un metro ogni una o due ore come un lago che si increspa lentamente. Come un sismografo, gli anelli raccolgono i disturbi gravitazionali e le particelle che li compongono iniziano a muoversi". I ricercatori affermano che le increspature gravitazionali osservate indicano che l'interno profondo di Saturno, pur oscillando nel suo insieme, è composto da strati stabili che si sono formati quando i materiali più pesanti sono sprofondati al centro del pianeta e hanno smesso di mescolarsi con materiali più leggeri sopra di essi. "Affinché il campo gravitazionale del pianeta oscilli con queste particolari frequenze, l'interno deve essere stabile, e questo è possibile solo se la frazione di ghiaccio e roccia aumenta gradualmente man mano che ci si avvicina al centro del pianeta", ha affermato Fuller.

I risultati indicano anche che il nucleo di Saturno è 55 volte più massiccio della Terra, pari al 57% della massa totale del pianeta; di queste, 17 masse terrestri sono ghiaccio e roccia, il resto un fluido di idrogeno ed elio stratificati.