Attorno a Saturno e ad altri pianeti, compresa la Terra, le particelle cariche sono intrappolate nel campo magnetico e creano delle regioni attorno ai pianeti a forma di ‘ciambella’, note come fasce di radiazione. Quelle attorno alla Terra, ad esempio, sono conosciute come fasce di Van Allen, dove gli elettroni viaggiano ad una velocità prossima a quella della luce.
Un team internazionale di scienziati della British Antarctic Survey, dell’Università dell’Iowa e del German Research Center for Geosciences University, ha scoperto un nuovo metodo in grado di spiegare come si sono formate le fasce di radiazione di Saturno.
Combinando i dati raccolti dalla missione Nasa-Esa-Asi Cassini, che ha orbitato attorno a Saturno per 13 anni, con un modello computerizzato, il team di ricercatori ha fornito nuovi indizi sul comportamento di questi elettroni in rapido movimento. La scoperta ribalterebbe la visione finora condivisa dagli scienziati sui meccanismi responsabili dell’accelerazione degli elettroni ad energie così estreme nelle fasce di radiazione del pianeta.
L’ipotesi fino ad oggi più accreditata è che attorno a Saturno gli elettroni siano accelerati a energie estremamente alte da un processo chiamato diffusione radiale, dove gli elettroni vengono ripetutamente spinti verso il pianeta, aumentando la loro energia. Esiste però un modo alternativo per accelerare gli elettroni, ovvero la loro interazione con le onde di plasma, come accade attorno alla Terra e a Giove con le cosiddette “onde coro” o chorus waves. Ma intorno a Saturno, le chorus waves sono state ritenute inefficaci. Tuttavia, gli autori hanno scoperto che potrebbe esservi un’altra forma di onda di plasma chiamata onda Z-mode, che avrebbe un ruolo cruciare nel processo di accelerazione degli elettroni.
«Si è sempre pensato che gli elettroni ad alta energia nella fascia di radiazioni attorno a Saturno fossero derivati dalla diffusione radiale, e invece ora abbiamo identificato un modo diverso di creare una fascia di radiazione che nessuno conosceva prima», spiega Emma Woodfield, autrice principale della ricerca, della British Antarctic Survey. «Questo studio ci fornisce una migliore comprensione di come funzionino le fasce di radiazione nel Sistema Solare – e aiuterà gli esperti a prevedere con maggiore precisione il tempo atmosferico sulla Terra. Dati che potranno a loro volta essere utilizzati per proteggere sia gli astronauti che i satelliti dai rischi indotti dalle radiazioni».
L’accelerazione degli elettroni da parte delle onde Z-mode, dunque, sembra essere il meccanismo più efficiente per spiegare l’accelerazione degli elettroni e si affianca alla diffusione radiale per sostenere le fasce di radiazione di Saturno. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications.
