Il sistema ad anelli

La prova che Nettuno ha uno o più anelli sorse a metà degli anni 1980 quando studi di occultazione stellare dalla Terra mostravano occasionalmente un breve tuffo nella luminosità della stella poco prima o dopo che il pianeta passava di fronte ad esso. Poiché i tuffi sono stati visti solo in alcuni studi e mai simmetricamente su entrambi i lati del pianeta, gli scienziati hanno concluso che tutti gli anelli presenti non circondano completamente Nettuno ma hanno invece la forma di anelli parziali, o archi ad anello.

Sistema ad anelli di Nettuno's ring system
Sistema ad anelli di Nettuno

Sistema ad anelli di Nettuno, catturato da Voyager 2 in due immagini retroilluminate a lunga esposizione effettuate poche ore dopo l’avvicinamento della navicella al pianeta nell’agosto 1989. I due anelli più brillanti sono Adams, l’anello più esterno del sistema, e Le Verrier. Diffondendo a metà strada per Adams da Le Verrier è l’anello diffuso Lassell, il cui bordo esterno un po ‘ più luminoso costituisce l’anello Arago. L’anello più interno, Galle, appare come una debole banda diffusa tra Le Verrier e la mezzaluna sovraesposta di Nettuno. Gli archi luminosi di Adams sono assenti dall’immagine combinata perché erano sul lato opposto del pianeta quando sono state scattate le fotografie separate.

Jet Propulsion Laboratory/National Aeronautics and Space Administration

Le immagini da Voyager 2, tuttavia, hanno rivelato un sistema di sei anelli, ognuno dei quali in realtà circonda completamente Nettuno. Gli archi putativi si sono rivelati regioni luminose nell’anello più esterno, chiamato Adams, dove la densità delle particelle dell’anello è particolarmente alta. Sebbene gli anelli circondino anche ciascuno degli altri tre pianeti giganti, nessuno mostra la sorprendente confusione di Adams. Gli archi si trovano all’interno di un segmento di 45° dell’anello. Dal leader al finale, i più importanti sono chiamati Courage, Liberté, Egalité 1, Egalité 2 e Fraternité. Essi variano in lunghezza da circa 1.000 km (600 miglia) a più di 10.000 km (6.000 miglia). Anche se la luna Galatea, che orbita appena planetward del bordo interno di Adams, può interagire gravitazionalmente con l “anello di intrappolare particelle ad anello temporaneamente in tali regioni arcuate, collisioni tra particelle ad anello dovrebbe infine diffondere il materiale costituente relativamente uniformemente intorno all” anello. Di conseguenza, si sospetta che l’evento che ha fornito il materiale per gli enigmatici archi di Adams—forse la rottura di una piccola luna—si sia verificato negli ultimi mille anni.

Gli altri cinque anelli noti di Nettuno—Galle, Le Verrier, Lassell, Arago e Galatea, in ordine crescente di distanza dal pianeta—mancano della non uniformità di densità esibita da Adams. Le Verrier, che è di circa 110 km (70 miglia) di larghezza radiale, ricorda da vicino le regioni nonarc di Adams. Simile alla relazione tra la luna Galatea e l’anello Adams, la luna Despina orbita attorno a Nettuno appena planetward dell’anello Le Verrier. Ogni luna può gravitazionalmente respingere le particelle vicino al bordo interno del suo rispettivo anello, agendo come una luna pastore per mantenere il materiale dell’anello di diffondersi verso l’interno. (Per trattamenti più completi degli effetti pastorali, vedi Saturno: Lune: Orbital and rotational dynamics; Urano: The ring system.)

Galle, l’anello più interno, è molto più ampio e più debole di Adams o Le Verrier, probabilmente a causa dell’assenza di una luna vicina che potrebbe fornire un forte effetto pastorale. Lassell è costituito da un debole altopiano di materiale ad anello che si estende verso l’esterno da Le Verrier circa a metà strada verso Adams. Arago è il nome usato per distinguere una regione stretta e relativamente luminosa sul bordo esterno di Lassell. Galatea è il nome generalmente usato per riferirsi a un debole anello di materiale diffuso lungo l’orbita della luna Galatea. Le caratteristiche degli anelli sono riassunte nella tabella.

Rings of Neptune
name distance from centre of planet (km) observed width (km)
Galle 41,900 2,000 indistinct edges
Le Verrier 53,200 110 flanked at inner edge by moon Despina
Lassell 55,200 4,000 bounded by rings Le Verrier and Arago
Arago 57,200 meno di 100 un po ‘ più luminoso bordo esterno di ampia Lassell anello
Galatea 61,950 meno di 100 co-orbitale della luna Galatea
Adams 62,930 15 possiede luminoso archi; fiancheggiato sul bordo interno dalla luna Galatea

Nessuno degli anelli di Nettuno è stato rilevato dagli effetti di dispersione sul segnale radio della Voyager che si propaga attraverso gli anelli, il che indica che sono quasi privi di particelle nell’intervallo di dimensioni di un centimetro o più grandi. Il fatto che gli anelli fossero più visibili nelle immagini Voyager quando retroilluminati dalla luce solare implica che sono in gran parte popolati da particelle di dimensioni di polvere, che disperdono la luce in avanti molto meglio che indietro verso il Sole e la Terra. La loro composizione chimica non è nota, ma, come gli anelli di Urano, le superfici delle particelle dell’anello di Nettuno (e possibilmente le particelle nella loro interezza) possono essere composte da ghiacci di metano oscurati dalle radiazioni.

La sospetta giovinezza degli archi ad anello di Adams e gli argomenti offerti possono essere estesi agli anelli di Nettuno in generale. Gli anelli attuali sono stretti e gli scienziati hanno trovato difficile spiegare come le orbite delle lune conosciute possano effettivamente limitare la naturale diffusione radiale degli anelli. Ciò ha portato molti a ipotizzare che gli anelli attuali di Nettuno possano essere molto più giovani del pianeta stesso, forse sostanzialmente meno di un milione di anni. L’attuale sistema di anelli può essere nettamente diverso da quello esistente un milione di anni fa. È anche possibile che il prossimo veicolo spaziale a visitare gli anelli di Nettuno troverà un sistema notevolmente evoluto da quello Voyager 2 ripreso nel 1989.

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