La missione Cassini e la collaborazione di ricerca
La ricerca, condotta dall’Università di Lancaster in collaborazione con l’Istituto Svedese di Fisica Spaziale, è stata recentemente pubblicata sulle Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La sonda Cassini
La sonda Cassini, una collaborazione tra NASA e ESA, è stata lanciata nel 1997 e ha raggiunto Saturno nel 2004, conducendo il più ampio studio del pianeta e delle sue lune fino ad oggi. La missione si è conclusa nel 2017 quando Cassini si è immersa nell’atmosfera di Saturno, dopo aver effettuato 22 passaggi tra il pianeta e i suoi anelli.
La collaborazione di ricerca
Il dottorando dell’Università di Lancaster, George Xystouris, sotto la supervisione del Dr. Chris Arridge, ha analizzato i dati storici della sonda Langmuir a bordo di Cassini, uno strumento che misurava il plasma freddo, cioè ioni ed elettroni a bassa energia, nella magnetosfera di Saturno.
Metodologia e risultati
Il metodo di studio
Per il loro studio, si sono concentrati sulle eclissi solari della sonda: periodi in cui Cassini si trovava nell’ombra di Saturno o degli anelli principali. Durante ogni eclissi, la sonda Langmuir registrava cambiamenti drastici nei dati.
I risultati ottenuti
Xystouris ha spiegato: “Poiché la sonda è metallica, quando è illuminata dal sole, la luce solare può fornire abbastanza energia alla sonda per rilasciare elettroni. Questo è l’effetto fotoelettrico, e gli elettroni che vengono rilasciati sono detti ‘fotoelettroni’. Possono creare problemi, poiché hanno le stesse proprietà degli elettroni nel plasma freddo intorno a Saturno e non c’è un modo semplice per separare i due”.
“Concentrandoci sulle variazioni dei dati, ci siamo resi conto che erano collegati a quanto luce solare ogni anello permetteva di passare. Alla fine, utilizzando le proprietà del materiale di cui era fatta la sonda Langmuir, e quanto era luminoso il Sole nel vicinato di Saturno, siamo riusciti a calcolare il cambiamento nel numero di fotoelettroni per ogni anello, e calcolare la profondità ottica degli anelli di Saturno.
“Questo è stato un risultato nuovo ed emozionante! Abbiamo utilizzato uno strumento che è principalmente usato per misurazioni del plasma per misurare una caratteristica planetaria, che è un uso unico della sonda Langmuir, e i nostri risultati concordavano con studi che utilizzavano immagini ad alta risoluzione per misurare la trasparenza degli anelli”.
La visibilità futura degli anelli di Saturno
Gli anelli principali, che si estendono fino a 140.000 km dal pianeta, ma hanno uno spessore massimo di soli 1 km, spariranno dalla vista dalla Terra entro il 2025. In quell’anno gli anelli saranno inclinati di spigolo verso la Terra, rendendo quasi impossibile vederli. Si inclineranno di nuovo verso la Terra durante la prossima fase dell’orbita di 29 anni di Saturno e continueranno a diventare più visibili e luminosi fino al 2032.
Il professor Mike Edmunds, presidente della Royal Astronomical Society, ha aggiunto: “È sempre bello vedere uno studente di dottorato coinvolto nell’uso di strumentazione di sonde spaziali in un modo insolito e inventivo. L’innovazione di questo tipo è proprio ciò che serve nella ricerca astronomica – e un approccio che molti ex studenti che sono in una varietà di carriere stanno applicando per aiutare a risolvere i problemi del mondo”.