Il campo magnetico di Giove potrebbe essere la chiave nascosta dietro uno dei misteri più curiosi del nostro sistema solare, ovvero il motivo per cui il pianeta gigante possiede diverse lune enormi mentre Saturno ne conta praticamente una sola davvero grande. A suggerirlo è una nuova ricerca condotta da istituti giapponesi e cinesi, tra cui la Kyoto University, che ha provato a mettere ordine in una questione che gli astronomi si trascinano dietro da tempo.
Partiamo dai numeri, perché aiutano a inquadrare la faccenda. Giove al momento conta più di 100 lune segnalate, mentre Saturno, avvolto anche dal suo celebre sistema di anelli, ne ha oltre 280. Eppure la composizione di queste due famiglie è profondamente diversa. Giove vanta quattro lune particolarmente grandi, tra cui Ganimede, il satellite più esteso di tutto il sistema solare. Saturno invece è dominato da Titano, secondo satellite del sistema solare per dimensioni, che se ne sta quasi solo al vertice della sua compagnia.
Giove e Saturno: un enigma che durava da anni
Trattandosi in entrambi i casi di giganti gassosi, capire perché le lune principali si siano sviluppate in modo così differente non è mai stato semplice. Le teorie sulla formazione dei satelliti offrivano varie risposte, ma gli studi recenti sui campi magnetici stellari hanno rimescolato le carte, spingendo a rivedere alcune di quelle idee. Uno dei nodi ancora aperti riguarda l’accrescimento magnetico e la nascita dei satelliti. Ci si chiedeva, per esempio, se il disco circumplanetario di Giove potesse aver sviluppato una regione interna svuotata. Con questo termine si intende quella collezione rotante di materiale attorno a un giovane pianeta, dalla quale nascono le lune.
Una teoria unica e coerente, capace di spiegare sia il sistema di Giove sia quello di Saturno, potrebbe tornare utile anche per comprendere pianeti e lune fuori dal nostro sistema solare. “Verificare le teorie sulla formazione planetaria è piuttosto difficile perché abbiamo come riferimento solo il nostro sistema solare, ma ci sono diversi sistemi satellitari vicini di cui possiamo osservare le caratteristiche in dettaglio”, spiega la prima autrice Yuri I. Fujii.
Come è nato lo scudo attorno a Giove
Per arrivarci, il gruppo ha usato simulazioni numeriche per esaminare le strutture interne e l’evoluzione termica di Giove e Saturno quando i due pianeti erano ancora giovani. Questo ha permesso di stimare come i loro campi magnetici possano essere cambiati nel tempo. Sono stati modellati anche i dischi circumplanetari attorno a entrambi i mondi, e sono state eseguite simulazioni a N corpi per seguire la formazione delle lune e il lento spostamento delle loro orbite. I calcoli sono stati portati avanti sul cluster di computer del Center for Computational Astrophysics del National Astronomical Observatory of Japan.
Ed è qui che emerge la parte più interessante. Le simulazioni indicano che i sistemi di lune così diversi potrebbero essere nati dalle differenze nella struttura dei loro dischi circumplanetari. Differenze che, a loro volta, sembrano dipendere dalla forza del campo magnetico di ciascun pianeta. Il giovane Giove aveva un campo magnetico potente, capace di creare una cavità magnetosferica all’interno del suo disco circumplanetario. Questo vuoto interno ha probabilmente aiutato a catturare e conservare Io, Europa e Ganimede mentre attraversavano il disco. Il giovane Saturno, invece, non aveva un campo abbastanza forte da creare una cavità simile. Senza quella zona protetta, le lune in migrazione non riuscivano a sopravvivere dentro il suo disco.
Uno strumento per cercare lune lontane
I risultati potrebbero orientare le future osservazioni delle esolune e dei dischi che circondano i giovani giganti gassosi. Secondo il modello, pianeti grandi quanto Giove o più dovrebbero tendere a sviluppare sistemi compatti con diverse lune. I pianeti gassosi più vicini alle dimensioni di Saturno, invece, potrebbero finire per averne solo una o due. Il gruppo di ricerca ora intende applicare la propria teoria ad altre lune e a possibili sistemi di esolune attorno a pianeti distanti.
