Satellite pastore
Si definisce satellite pastore un satellite naturale che con la sua particolare orbita in prossimità di un anello planetario, contribuisce a mantenerlo stabile pur modificandone la forma e l'estensione attraverso meccanismi di interazione gravitazionale. Inoltre contribuisce, come si è scoperto dalle osservazioni effettuate dall'orbiter della missione spaziale Cassini-Huygens, alle numerose divisioni possibili all'interno dell'anello.
Scoperta
modificaSatelliti di questo tipo erano già stati teorizzati nel 1979.[1] Le osservazioni degli anelli di Urano avevano mostrato che essi erano molto sottili e ben definiti, con nette separazioni tra gli anelli. Per spiegare questo fatto si ipotizzò la presenza di due satelliti che delimitavano ogni anello. Le prime immagini dei due satelliti furono inviate nel corso dell'anno da Voyager 1.[2]
Meccanismo
modificaLa presenza di satelliti pastore era stata ipotizzata anche come possibile soluzione per l'esistenza degli anelli più vistosi e noti del sistema solare, quelli del pianeta Saturno, ma la loro conferma è stata possibile solo grazie alle missioni esplorative del sistema solare effettuate dalla NASA a partire dagli anni settanta.
In particolare si deve lo studio approfondito del fenomeno alla Cassini-Huygens, che grazie alla risoluzione ottenibile dagli strumenti a bordo dell'orbiter ha permesso di osservare anche le particolari interazioni tra Giano ed Epimeteo che nel loro compito di "pastori" si scambiano ciclicamente il posto dalla posizione più interna a quella più esterna. Altri effetti sono dati ad esempio dalla presenza dell'anello F, che risulta mantenuto integro, anche se deformato, dalla reciproca azione dei due satelliti Pandora e Prometeo, o dell'opera di Pan, che con la sua presenza spazza letteralmente i detriti mantenendo integra la divisione di Encke.
L'azione di satelliti pastori è quasi certamente responsabile dei meno evidenti anelli presenti attorno agli altri giganti gassosi del sistema solare esterno, Giove, Urano e Nettuno.
Esempi
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Giove
modificaAlcuni dei satelliti più interni di Giove, in particolare Metis e Adrastea, si trovano all'interno del sistema di anelli del pianeta e anche entro il suo limite di Roche.[3] È possibile che questi anelli siano composti di materiale strappato dai due satelliti dalla forza di marea di Giove, probabilmente facilitata dagli impatti sulla loro superficie.
Saturno
modificaNel complesso sistema degli anelli di Saturno sono presenti alcuni satelliti pastore. Tra questi da citare Prometeo (anello F),[4] Dafni (divisione di Keeler),[5] Pan (divisione di Encke),[6] Giano e Epimeteo (entrambi nell'anello A ).[7]
Urano
modificaAnche Urano ha due satelliti pastore nell'anello Epsilon, Cordelia e Ofelia che sono rispettivamente il pastore interno e quello esterno.[8]
Entrambi i satelliti sono ben all'interno del raggio dell'orbita sincrona del pianeta e pertanto le loro orbite tendo a decadere lentamente a causa della decelerazione mareale.[9]
Nettuno
modificaIn base alle osservazioni fatte dalla Terra gli anelli di Nettuno sembravano essere costituiti solo da archi di circonferenza incompleti, ma le immagini riprese dalla sonda Voyager 2 mostrarono che si trattava invece di anelli completi con grumi di materia più luminosa.[10] Si ritiene[11] che la causa di questi addensamenti sia dovuta all'influenza gravitazionale del satellite pastore Galatea e probabilmente di altri satelliti non ancora individuati.
Pianeti minori
modificaSono stati identificati anelli anche attorno ad alcuni asteroidi centauri. Gli anelli di Chariklo, attorno al centauro 10199 Chariklo, sono molto ben definiti e si ritiene che siano di formazione recente oppure tenuti in posizione dalla presenza di un pastore di massa paragonabile a quella degli anelli.[12] Si ritiene che anche Chirone, il prototipo degli asteroidi centauri, abbia anelli di forma simile a quelli di Chariklo.[13]
Note
modifica- ^ Peter Goldreich e Scott Tremaine, Towards a theory for the Uranian rings., in Nature, vol. 277, n. 5692, 1979, pp. 97–99, Bibcode:1979Natur.277...97G, DOI:10.1038/277097a0.
- ^ Voyager 1, su solarsystem.nasa.gov.
- ^ Gunter Faure e Teresa Mensing, Introduction to Planetary Science: The Geological Perspective, Springer, 2007, ISBN 978-1-4020-5233-0.
- ^ On the masses and motions of mini-moons: Pandora's not a, su planetary.org. URL consultato il 14 giugno 2016.
- ^ (EN) NASA - Cassini Finds New Saturn Moon That Makes Waves, su nasa.gov. URL consultato il 14 giugno 2016 (archiviato dall'url originale il 13 maggio 2017).
- ^ (EN) Mark R. Showalter, Visual detection of 1981S13, Saturn's eighteenth satellite, and its role in the Encke gap, in Nature, vol. 351, n. 6329, 27 giugno 1991, pp. 709–713, Bibcode:1991Natur.351..709S, DOI:10.1038/351709a0.
- ^ Maryame El Moutamid, Philip D. Nicholson, Richard G. French, Matthew S. Tiscareno, Carl D. Murray, Michael W. Evans, Colleen McGhee French, Matthew M. Hedman e Joseph A. Burns, How Janus' Orbital Swap Affects the Edge of Saturn's A Ring?, in Icarus, vol. 279, 1º ottobre 2015, pp. 125–140, Bibcode:2016Icar..279..125E, DOI:10.1016/j.icarus.2015.10.025, arXiv:1510.00434.
- ^ (EN) Larry W. Esposito, Planetary rings, in Reports on Progress in Physics, vol. 65, n. 12, 1º gennaio 2002, pp. 1741–1783, Bibcode:2002RPPh...65.1741E, DOI:10.1088/0034-4885/65/12/201, ISSN 0034-4885.
- ^ Erich Karkoschka, Voyager's Eleventh Discovery of a Satellite of Uranus and Photometry and the First Size Measurements of Nine Satellites, in Icarus, vol. 151, n. 1, 1º maggio 2001, pp. 69–77, Bibcode:2001Icar..151...69K, DOI:10.1006/icar.2001.6597.
- ^ Miner, Ellis D., Wessen, Randii R. e Cuzzi, Jeffrey N., Present knowledge of the Neptune ring system, in Planetary Ring System, Springer Praxis Books, 2007, ISBN 978-0-387-34177-4.
- ^ Heikki Salo e Jyrki Hanninen, Neptune's Partial Rings: Action of Galatea on Self-Gravitating Arc Particles, in Science, vol. 282, n. 5391, 1998, pp. 1102–1104, Bibcode:1998Sci...282.1102S, DOI:10.1126/science.282.5391.1102, PMID 9804544.
- ^ F. Braga-Ribas, B. Sicardy, J. L. Ortiz, C. Snodgrass, F. Roques, R. Vieira-Martins, J. I. B. Camargo, M. Assafin e R. Duffard, A ring system detected around the Centaur (10199) Chariklo, in Nature, vol. 508, n. 7494, aprile 2014, pp. 72–75, Bibcode:2014Natur.508...72B, DOI:10.1038/nature13155, PMID 24670644, arXiv:1409.7259.
- ^ J. L. Ortiz, R. Duffard, N. Pinilla-Alonso, A. Alvarez-Candal, P. Santos-Sanz, N. Morales, E. Fernández-Valenzuela, J. Licandro e A. Campo Bagatin, Possible ring material around centaur (2060) Chiron, in Astronomy & Astrophysics, vol. 576, 2015, pp. A18, Bibcode:2015A&A...576A..18O, DOI:10.1051/0004-6361/201424461, ISSN 0004-6361, arXiv:1501.05911.
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