Un Sistema Solare la cui formazione fa acqua uguale
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Lo studio del rapporto isotopico di idrogeno e deuterio fornisce un Saturno del tutto simile alla Terra dal punto di vista dell'acqua. L'unica eccezione è l'intruso satellite Phoebe


Fonte Roger N. Clark et al. Isotopic Ratios of Saturn's Rings and Satellites: Implications for the Origin of Water and Phoebe, Icarus (2018)


Anelli di Saturno. Crediti NASA/Cassini
Anelli di Saturno. Crediti NASA/Cassini

Attraverso la determinazione dei rapporti isotopici di acqua e anidride carbonica è stato scoperto come l'acqua presente negli anelli di Saturno e in tutti i suoi satelliti sia uguale all'acqua terrestre, ad eccezione della luna Phoebe dove l'acqua si presenta invece in forma decisamente insolita rispetto al Sistema Solare .

Il risultato ha implicazioni sulla modalità di formazione del Sistema Solare visto che si tratta di dati in conflitto con i modelli esistenti. 

Cambiare il numero di neutroni all'interno di un atomo altera la massa di un elemento e questo può cambiare radicalmente i processi di formazione di un pianeta , di una cometa o di un satellite . L'acqua si compone di due atomi di idrogeno e uno di ossigeno, e aggiungere un neutrone a un atomo di idrogeno (ottenendo il deuterio) incrementa la massa della molecola di acqua (da H2O a HDO) del 5% circa apportando cambiamenti nella formazione dei corpi celesti e nell'evaporazione dell'acqua stessa dopo la formazione. 

Il tasso D/H (deuterio/idrogeno) è un indice molto utilizzato per le condizioni di formazione, temperatura e evoluzione. I modelli di formazione del Sistema Solare indicano che il rapporto dovrebbe essere maggiore nel sistema esterno piuttosto che nel più caldo sistema interno. Il deuterio è più abbondante nelle nubi molecolari fredde. Alcuni modelli predicono come il rapporto D/H debba essere dieci volte più alto per il sistema di Saturno rispetto a quanto osservato sulla Terra ma le misurazioni effettuate smentiscono categoricamente la previsione, almeno per anelli e satelliti ad esclusione di Phoebe.

Phoebe, quindi, si sarebbe formato in un luogo che poco c'entra con il resto di Saturno, in un luogo quindi ben più distante. Il team di scienziati ha poi misurato i tassi di Carbonio-13 e Carbonio-12 per Giapeto e Phoebe. Giapeto presenta un rapporto 13C/12C molto simile ai valori terrestri mentre Phoebe, di nuovo, ha un tasso cinque volte maggiore. La presenza di anidride carbonica pone dei limiti alla quantità evaporata da Phoebe dopo la formazione, lasciando l'unica possibilità per la quale Phoebe stesso si sia formato ai limiti esterni del Sistema Solare per poi essere catturato inseguito a una perturbazione tale da modificarne l'orbita

Determinando gli stessi tassi per oggetti più distanti come Plutone si potrà effettuare un confronto, al fine di capire se la zona di formazione possa essere la stessa. Al tempo stesso, trovare un tasso uguale per Saturno e Terra implica una tipologia di acqua che non varia tra Sistema Solare interno e esterno, il che necessita di una revisione dei modelli di formazione planetaria.
Le misurazioni sono state effettuate tramite lo strumento VIMS a bordo di Cassini.