Cosa c'è nel mezzo di Saturno?

Il gigante gassoso Saturno è il secondo pianeta più grande del sistema solare, ma la sua distanza dalla Terra ne ha reso difficile l'esplorazione. A parte alcuni sorvoli delle sonde negli anni '70 e '80, l'unico esame approfondito del pianeta è arrivato quando la sonda Cassini-Huygens ha raggiunto Saturno nel 2004. Nonostante la quantità limitata di informazioni disponibili su Saturno, gli scienziati hanno teorizzato cosa si trova al centro del pianeta.

Secondo l'attuale teoria della formazione planetaria, il materiale residuo della formazione di una stella si diffonde in un disco, con materiali più densi che rimangono più vicini al centro della nuvola ed elementi più leggeri che orbitano più lontano lontano. Quando il materiale più pesante e roccioso inizia a scontrarsi, forma pianeti densi e rocciosi chiamati pianeti terrestri. Al di là di questa regione, elementi ghiacciati più leggeri formano giganti gassosi, a volte chiamati pianeti gioviani. L'analisi di Saturno suggerisce che il suo nucleo potrebbe essere parzialmente roccioso, a differenza di altri giganti gassosi che potrebbero non avere alcun nucleo solido.

Circa il 75% di Saturno è idrogeno, mentre il restante 25% è costituito principalmente da elio. Sono presenti anche sostanze in tracce, come ghiaccio d'acqua e metano. La forte gravità del pianeta mantiene l'atmosfera strettamente stratificata, anche se a volte potenti tempeste irrompono dal basso e forniscono scorci all'interno del pianeta. Tuttavia, finora è stato impossibile osservare direttamente le condizioni al di fuori dei confini più esterni dell'atmosfera.

Un fattore che offre un indizio sulla composizione interiore di Saturno è la sua densità. Gli astronomi possono calcolare la massa di un pianeta osservando le sue lune orbitanti, usando la loro traiettoria per calcolare la massa del pianeta su cui orbitano. Le osservazioni forniscono anche il diametro di Saturno, consentendo agli scienziati di calcolarne la densità. La densità di Saturno è di 0,687 grammi per centimetro cubo, che è in realtà meno densa dell'acqua. Questa cifra bassa suggerisce che se c'è un nucleo solido all'interno del pianeta, è relativamente piccolo.

Le prove sulla composizione di Saturno suggeriscono che il suo nucleo consiste in gran parte degli stessi elementi che compongono la sua atmosfera, con idrogeno ed elio trasformati in una massa semiliquida e semisolida dal calore e dalle forze gravitazionali presenti al pianeta centro. Mentre potrebbero esserci alcuni pezzi rocciosi rimasti dalla formazione iniziale del pianeta, gli scienziati ritengono che la maggior parte del nucleo è una miscela sciropposa di idrogeno e altri gas quasi congelati, con pochissimo materiale solido presente. Fino a quando le future missioni non approfondiranno il mistero del gigante gassoso, tuttavia, nessuno potrà dirlo con certezza.