La spugnosa Hyperion, una luna esterna di Saturno di forma bizzarra e orbita caotica, vista da Cassini. Crediti: NASA/JPL/Space Science Institute
Hyperion (o Iperione in italiano) è una bizzarra luna di Saturno, una sorta di pietra pomice caracollante a un milione e mezzo di chilometri attorno al pianeta, quattro volte la distanza Terra-Luna. Oblunga, con raggio medio di 133 km, possiede una bassa densità media, a causa presumibilmente della composizione prevalente di ghiaccio d’acqua, e un interno particolarmente poroso che le fornisce un caratteristico aspetto simile a una spugna. Nel corso di un incontro ravvicinato con Hyperion avvenuto nove anni fa, precisamente il 26 settembre 2005, gli strumenti a bordo della sonda Cassini hanno avuto un sussulto e rilevato che stava avvenendo qualcosa di molto strano, come se la navicella avesse ricevuto una scossa elettrica. Oggi, grazie a nuove analisi di quell’evento, un gruppo internazionale di scienziati ha determinato che effettivamente Cassini per un breve periodo è stato collegata magneticamente alla superficie di Hyperion, da cui è scaturita una doccia di elettroni che ha inondato la navicella spaziale.
«Sappiamo che alcuni corpi nello spazio, tra cui la nostra Luna, possono teoricamente accumulare cariche elettrostatiche in caso di esposizione alla luce ultravioletta solare o a un flusso di particelle cariche in arrivo. Questo è paragonabile a ciò che accade quando si strofinano i capelli contro un palloncino, o quando una camicia sintetica viene strofinata contro un maglione di lana», ha detto Tom Nordheim, uno studente di dottorato al Mullard Space Science Laboratory (MSSL), University College London, che ha guidato uno studio, ora pubblicato su Geophysical Research Letters, in cui si dimostra che il caricamento elettrostatico può avvenire anche su corpi più piccoli della nostra Luna e totalmente privi di atmosfera. Analizzando i dati di Cassini, Nordheim e colleghi si sono convinti che Hyperion ha acquisito una carica elettrica netta a causa della sua interazione con la luce UV solare e con le particelle cariche provenienti dalla magnetosfera di Saturno.
Questo è esattamente ciò che è stato rilevato dagli strumenti di Cassini. Circa 6 minuti prima del suo massimo avvicinamento a Hyperion, lo spettrometro per elettroni di Cassini rilevava un forte aumento del numero di particelle con carica negativa, elettroni che il magnetometro di Cassini ha dimostrato provenire da un fascio disposto lungo le linee del campo magnetico, dalla direzione di Hyperion. Allo stesso tempo, altri strumenti rilevavano intense fluttuazioni nelle onda di plasma, causate dal fascio di elettroni, e l’assorbimento di altre particelle da Hyperion.
«La grande differenza di potenziale tra la superficie della luna e il veicolo spaziale ha prodotto l’accelerazione di un flusso di elettroni da Hyperion verso Cassini», ha spiegato Nordheim. «Per Cassini è stato un po’ come ricevere una scossa elettrica da 200 volt da Hyperion, anche se si trovavano a oltre 2000 km di distanza, in quel momento».
Il 26 settembre 2005 la sonda Cassini ha preso una scossa da 200 volt dalla luna Hyperion, distante oltre 2000 km, secondo il meccanismo esemplificato in questo grafico. Crediti: UCL Mullard Space Science Laboratory/T. Nordheim, K. Eriksson, G. Jones; imagine Hyperion: NASA/JPL/Space Science Institute
Questa prima rilevazione confermata della carica elettrostatica di un corpo del Sistema Solare esterno, che è stata in parte fortuita e resa possibile dal particolare allineamento tra la sonda e la luna, ha implicazioni di vasta portata. Gli scienziati prevedono che questo processo fondamentale si verifichi su molti corpi celesti diversi, tra cui asteroidi, lune e la superficie delle comete. Studi precedenti hanno già suggerito che le caratteristiche superficiali osservate sull’asteroide Eros e su diverse lune di Saturno siano dovute al movimento di polveri elettricamente cariche. In termini di esplorazione umana di oggetti planetari senza atmosfera, forti effetti di carica elettrostatica potrebbero anche rivelarsi pericolose per gli astronauti.
«Il caricamento elettrostatico della superficie come fenomeno fondamentale che colpisce gli oggetti planetari non è attualmente ben compreso e, mentre è stato già osservato sulla nostra Luna, il sistema di Saturno ci offre l’opportunità di studiare questo effetto in un ambiente in cui molti parametri sono completamente diversi», ha detto Geraint Jones di MSSL, che ha co-supervisionato la ricerca di Tom Nordheim. «Le nostre osservazioni mostrano che questo è un importante effetto anche sulle lune degli altri pianeti e che dobbiamo tenerne conto quando si studia come queste lune interagiscano con il loro ambiente».
«Dopo 10 anni in orbita attorno a Saturno, Cassini continua a dimostrare la sua importanza nel sondare la fisica del sistema – altamente complesso e interconnesso – composto dal gigante inanellato, dalle sue lune e dall’ambiente spaziale nelle immediate vicinanze», ha detto Nicolas Altobelli, Project Scientist della missione NASA/ESA/ASI Cassini-Huygens. «Vediamo ancora una volta che le conoscenze acquisite da questo straordinario esploratore possono essere applicate ad altri luoghi del sistema solare, e oltre».
Referenze:
- Detection of a strongly negative surface potential at Saturn’s moon Hyperion, T. Nordheim et al., Geophysical Research Letters, 2014