L'Università di Houston scopre un enorme squilibrio energetico su Saturno che sfida la scienza

Gli scienziati dell’Università di Houston hanno scoperto un grande squilibrio energetico sul pianeta Saturno, che mette in discussione i modelli climatici conosciuti dei giganti gassosi.

Squilibrio energetico su Saturno.
Squilibrio energetico su Saturno. Credit: NASA/JPL

Una scoperta rivoluzionaria dei ricercatori dell’Università di Houston (UH), pubblicata sulla rivista scientifica Nature Communications, ha rivelato un enorme squilibrio energetico su Saturno, mettendo in discussione ciò che è noto sulla scienza planetaria e sull’evoluzione, sfidando i modelli climatici esistenti ai giganti gassosi di il sistema solare.

"Questo non solo ci fornisce nuove informazioni sulla formazione e l'evoluzione dei pianeti, ma cambia anche il modo in cui dovremmo pensare alla scienza planetaria e atmosferica."

"Questa è la prima volta che uno squilibrio energetico globale su scala stagionale viene osservato in un gigante gassoso", ha affermato Liming Li, professore di fisica presso l'UH College of Natural Sciences and Mathematics.

La scoperta di Saturno sfida la scienza planetaria e atmosferica

Utilizzando i dati della missione della sonda Cassini, Xinyue Wang, uno studente di dottorato del terzo anno presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Atmosfera dell'NSM, ha scoperto uno squilibrio energetico stagionale significativo e precedentemente sconosciuto su Saturno.

"Tutti i pianeti ottengono energia dal Sole sotto forma di radiazione solare e la perdono emettendo radiazione termica", ha detto Wang. "Ma Saturno, come gli altri giganti gassosi, ha un altro input energetico sotto forma di calore interno profondo che lo influenza struttura termica e il suo clima".

Lo squilibrio è dovuto alla grande eccentricità orbitale di Saturno, che varia di quasi il 20% tra l'afelio e il perielio. Questo è il motivo per cui le stagioni su Saturno durano diversi anni.

Lo squilibrio è dovuto alla grande eccentricità orbitale di Saturno, che varia di quasi il 20% dall'afelio (il punto dell'orbita più lontano dal Sole) al perielio (il punto dell'orbita più vicino al Sole), determinando enormi variazioni stagionali nella energia solare assorbita.

Il nostro pianeta Terra, a differenza di Saturno, non presenta un significativo squilibrio energetico stagionale a causa della sua piccolissima eccentricità orbitale.

"La Terra ha un bilancio energetico misurabile, ma è determinato principalmente dall'energia solare assorbita e dall'energia termica emessa", ha affermato il professore di scienze atmosferiche Xun Jiang. "Il calore interno della Terra è trascurabile e le sue stagioni durano solo pochi mesi rispetto alle stagioni che durano anni su Saturno."

Le tempeste giganti su Saturno

I dati di questa recente ricerca suggeriscono anche che lo squilibrio energetico di Saturno gioca un ruolo chiave nello sviluppo delle tempeste giganti, che sono un fenomeno meteorologico dominante nel sistema atmosferico del pianeta.

Questi dati trovati su Saturno possono anche fornire informazioni sul clima sulla Terra.

"Per quanto ne sappiamo, il ruolo del bilancio energetico nello sviluppo delle tempeste convettive umide sulla Terra non è stato completamente esaminato, quindi abbiamo intenzione di indagare anche su questo per vedere se esiste una connessione", ha detto Wang.

Riconsiderare i modelli atmosferici

La missione Cassini, un ambizioso sforzo di collaborazione tra la NASA, l'Agenzia Spaziale Europea e l'Agenzia Spaziale Italiana, è stata lanciata nel 1997 ed ha esplorato Saturno, i suoi anelli e le sue lune per quasi 20 anni.

Secondo il comunicato dell'UH, il professor Li è stato scelto come scienziato partecipante per monitorare tre strumenti di bordo che osservavano il bilancio energetico radiante di Saturno.

Sonda spaziale Cassini osserva Saturno
Simulazione della sonda spaziale Cassini che osserva Saturno. Credit: NASA/AEE/AEI

Wang, insieme agli altri studenti laureati Larry Guan (fisica) e Thishan D. Karandana G e Ronald Albright (scienze della terra e dell'atmosfera), hanno condotto lo studio, consigliato dai professori Li e Jiang.

"Negli attuali modelli e teorie sull'atmosfera, il clima e l'evoluzione dei giganti gassosi, si presume che il bilancio energetico globale sia in pareggio", ha affermato Wang.

"Ma crediamo che la nostra scoperta di questo squilibrio energetico stagionale richieda una rivalutazione di tali modelli e teorie."

Il team di Li ora ha gli occhi puntati su altri giganti gassosi, tra cui Urano, dove è prevista una missione di punta nel prossimo decennio.

"I nostri dati suggeriscono che questi pianeti avranno anche significativi squilibri energetici, in particolare Urano, che prevediamo avrà lo squilibrio più forte a causa della sua eccentricità orbitale e della sua obliquità molto elevata", ha detto Wang.

"Ciò che stiamo indagando ora identificherà i limiti nelle osservazioni attuali e formulerà ipotesi verificabili che andranno a beneficio della futura missione di punta."

Oltre ai ricercatori dell'UH, gli autori dello studio includono scienziati della NASA, dell'Università del Wisconsin, dell'Università del Maryland, dell'Università della Florida Centrale e dell'Università della California, Santa Cruz, nonché scienziati provenienti da Francia e Spagna.

Fonte della notizia:

Wang, X., Li, L., Jiang, X. et al. Cassini spacecraft reveals global energy imbalance of Saturn. Nat Commun 15, 5045 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48969-9