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Aggiornato il 22/01/2022
MIMAS
Orbita
Mimas è la più interna delle lune principali di Saturno: ha un semiasse maggiore di 185.539 km, con un'eccentricità di 0,0196.
Il suo periodo orbitale è pari a 0,942 giorni (22h 37min).
Come la maggior parte delle lune di Saturno è in rotazione sincrona e volge quindi lo stesso emisfero verso Saturno.
Struttura
La densità di Mimas (1,17 volte quella dell'acqua) indica che è composto soprattutto da ghiaccio d'acqua, con solo una piccola quantità di rocce al suo interno, ha un diametro medio di 396,4 km.
( 414,8×394,4×381,4 km ).
Mimas è il più piccolo corpo conosciuto che si trova in equilibrio idrostatico ed a causa dell'attrazione mareale esercitata da Saturno, la forma di Mimas è quella di un ellissoide avente un asse maggiore circa il 10% più lungo di quello minore.
Recenti studi ipotizzano anche la presenza di uno strato liquido all'interno di Mimas, chiedendosi se abbia un solido e oblungo cuore di ghiaccio o se possa avere un liquido oceano di acqua?
Gli esperti hanno analizzato numerose immagini scattate in diversi momenti dall’orbiter di NASA, ESA e ASI per determinare quanto la luna oscilli mentre orbita attorno a Saturno e soprattutto perché. Dai diversi modelli elaborati negli ultimi anni, i scienziati sono arrivati a due possibili soluzioni e le hanno presentate in uno studio.
Il numero di oscillazioni che abbiamo misurato sono il doppio di quante si ipotizzasse.
Mimas si è formata più di quattro miliardi di anni fa e gli scienziati hanno sempre ipotizzato che il suo nucleo congelato si possa essere rilassato prendendo una forma oblunga, simile a quella di un pallone da rugby, il che potrebbe comportare delle oscillazioni. C’è chi invece crede che Mimas custodisca all’interno un oceano, proprio come altre due lune di Saturno (Encelado e Titano) ed Europa, la luna di Giove. Secondo i ricercatori questa possibilità sarebbe sorprendente perché la superficie di Mimas non mostra segni di attività geologica.
L’orbita che Mimas compie attorno al suo pianeta è leggermente allungata, formando un’ellisse. Se ci fosse un osservatore sul pianeta vedrebbe, dicono gli esperti, letteralmente oscillare Mimas. La rotazione e la rivoluzione di questa luna la fanno oscillare dando al fenomeno che si chiama librazione, tipico anche sulla nostra Luna. Ed è proprio su questo fenomeno che si stanno focalizzando i ricercatori per capire cosa stia succedendo all’interno di questa luna.
Temperature
L'immagine in alto a destra (SOTTO) , mostra il modello completamente diverso che Cassini ha effettivamente visto. Al posto delle temperature che variano uniformemente, questo lato di Mimas è diviso in una parte calda (a sinistra) e una parte fredda (a destra) con un tagliente a forma di v tra di loro. La parte calda ha temperature tipiche vicino 92 Kelvin, mentre le temperature tipiche sulla parte fredda sono circa 77 Kelvin. La parte fredda è probabilmente più fredda perché i materiali di superficie hanno una maggiore conducibilità termica, quindi l'energia del sole si insinua nella zona sub-superficiale invece di riscaldare la superficie stessa. Ma perché la conducibilità dovrebbe variare così drammaticamente attraverso la superficie di Mimas è un mistero.
Il lato freddo comprende il gigantesco cratere Herschel, che è di pochi gradi più caldo rispetto ai suoi dintorni. Non è ancora noto se il cratere Herschel è responsabile, in qualche modo, di causare la regione di temperature fredde che lo circonda.
( Nel grafico sopra si confrontano le temperature che ci si attendeva dai modelli, con quelle realmente osservate, e la differenza ha creato non poco scompiglio tra gli studiosi ).
Risonanze
Mimas è responsabile della mancanza di materiale nella divisione di Cassini, poiché eventuali particelle che si trovassero ad orbitare in tale regione presenterebbero una risonanza orbitale 2:1 con esso.
La ripetizione periodica dell'influenza gravitazionale di Mimas porterebbe entro breve tempo ad una modifica dei parametri orbitali di tali particelle.
Mimas è anche in risonanza 2:1 con Teti, e in risonanza 2:3 con la piccola luna pastore dell'anello F, Pandora.
Per quanto riguarda la divisione di Cassini, un gruppo di ricercatori del Centre national de la recherche scientifique (Cnrs), dell’Osservatorio di Parigi (Psl) e della Università di Franche-Comté (Ufc) ha dimostrato come a crearla sia stata Mimas.
Gli anelli del gigante gassoso Saturno sono costituiti da particelle di ghiaccio la cui velocità orbitale aumenta mano a mano che ci si avvicina al pianeta. Nella divisione di Cassini – una banda di spazio attorno al pianeta tra i due suoi anelli più visibili – la densità di queste particelle è considerevolmente inferiore. Nello studio, il team di ricercatori ha ora dimostrato che ad essere responsabile di questo quasi vuoto spaziale è la sua luna Mimas. Questa, avvicinandosi a Saturno nel recente passato, avrebbe creato la divisione portandola alla larghezza attuale di 4550 Km attraverso il fenomeno conosciuto come risonanza orbitale, alla base dell’espulsione delle particelle di ghiaccio da quella zona per destabilizzazione delle loro orbite. Mimas, dunque, avrebbe funzionato come una sorta di spazzaneve spaziale a distanza.
In particolare, effettuando delle simulazioni numeriche, i ricercatori hanno calcolato che Mimas dev’essere migrata verso l’interno di 9 mila Km nell’arco di pochi milioni di anni per creare la striscia di cui parlavamo, quella che attualmente separa gli anelli A e B. Un legame tra la formazione della divisione e Mimas che i ricercatori sospettavano, poiché vi è una regione sul bordo interno di quest’ultima dove le particelle orbitano attorno a Saturno esattamente due volte più velocemente di Mimas, sono cioè in risonanza orbitale 2:1 con la luna.
Per spiegare una migrazione della luna verso il pianeta, i ricercatori hanno ipotizzato due possibili scenari :
- Il primo è che la luna abbia potuto perdere energia, scaldandosi. Questo avrebbe causato, però, lo scioglimento del ghiaccio interno alla luna e l’indebolimento della crosta esterna. Tuttavia, lo stato di Mimas non ha suggerito loro questa ipotesi.
- Il secondo, quello più plausibile, ma che resta da confermare, è che la perdita di calore – comunque necessaria affinché il corpo si avvicini al pianeta – possa essere stata ripartita tra Mimas ed Encelado – un’altra luna di Saturno – attraverso la risonanza orbitale. Una ripartizione che potrebbe essere alla base della creazione degli oceani interni osservati dalla sonda Cassini sotto la superficie di entrambi questi corpi celesti.
Oggi, Mimas si sta allontanando da Saturno. Una separazione tra i due corpi che, secondo i calcoli dei ricercatori, comporterà il restringimento della divisione da qui ai prossimi 40 milioni di anni per effetto esattamente opposto a quello che l’ha creata.
Superficie
La caratteristica superficiale più distintiva è un colossale cratere di impatto di 140 km di diametro, battezzato Herschel in omaggio allo scopritore di Mimas. Herschel si estende per circa un terzo del diametro dell'intero satellite, e le sue pareti sono alte circa 5 km, in alcune parti è profondo fino a 10 km rispetto alla superficie circostante, e la sua vetta centrale si innalza per 6 km sopra la base del cratere.
L'impatto che ha formato questo enorme cratere ha quasi disgregato il satellite, difatti sul lato opposto di Mimas sono visibili alcune fratture causate dalle onde d'urto dell'impatto che hanno attraversato l'interno del corpo.
Il resto della sua superficie è ricca di crateri, sebbene nessuno si avvicini minimamente alla taglia del sopracitato Herschel. La distribuzione dei crateri non è uniforme, difatti la maggior parte delle zone equatoriali e tropicali è costellata di crateri più grandi di 40 km di diametro, mentre nella regione polare meridionale generalmente mancano crateri più grandi di 20 km. Questo suggerisce che qualche processo di natura geologica possa aver rimosso i crateri più significativi da tale regione.
Per creare questa immagine (vedi sopra), le foto in ultravioletti, verdi e infrarossi sono state combinate in una singola, per isolare e mappare le differenze di colore delle varie regioni. Questa "mappa dei colori" è stata poi sovrapposta all'immagine fatta con un filtro trasparente che conserva la luminosità relativa.
Questa sovrapposizione permette di osservare come i colori cambiano attraverso le zone della superficie di Mimas secondo le sue caratteristiche geologiche e soprattutto qui tra le regioni situate all'estrema destra e il resto della superficie. L'origine delle variazioni cromatiche non è ancora compresa, ma potrebbe essere dovuta a sottili differenze nella composizione o nella dimensione delle particelle che coprono la superficie della luna.
Le immagini utilizzate per creare questa vista sono state acquisite dal teleobiettivo della sonda spaziale Cassini il 20 novembre 2006 a una distanza di circa 150.000 chilometri.
La risoluzione è 898 metri per pixel.
Mappa:
LINK:
Un possibile strato liquido?
(PT): https://mega-planeta.blogspot.com/2014/10/a-lua-de-saturno-mimas-pode-esconder-um.html
(IT): https://unastellaperamica.wordpress.com/2014/10/19/mimas-nasconderebbe-un-cuore-liquido/
(EN): https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103521005091
Mimas è la più interna delle lune principali di Saturno: ha un semiasse maggiore di 185.539 km, con un'eccentricità di 0,0196.
Il suo periodo orbitale è pari a 0,942 giorni (22h 37min).
Come la maggior parte delle lune di Saturno è in rotazione sincrona e volge quindi lo stesso emisfero verso Saturno.
Struttura
La densità di Mimas (1,17 volte quella dell'acqua) indica che è composto soprattutto da ghiaccio d'acqua, con solo una piccola quantità di rocce al suo interno, ha un diametro medio di 396,4 km.
( 414,8×394,4×381,4 km ).
Mimas è il più piccolo corpo conosciuto che si trova in equilibrio idrostatico ed a causa dell'attrazione mareale esercitata da Saturno, la forma di Mimas è quella di un ellissoide avente un asse maggiore circa il 10% più lungo di quello minore.
Recenti studi ipotizzano anche la presenza di uno strato liquido all'interno di Mimas, chiedendosi se abbia un solido e oblungo cuore di ghiaccio o se possa avere un liquido oceano di acqua?
Gli esperti hanno analizzato numerose immagini scattate in diversi momenti dall’orbiter di NASA, ESA e ASI per determinare quanto la luna oscilli mentre orbita attorno a Saturno e soprattutto perché. Dai diversi modelli elaborati negli ultimi anni, i scienziati sono arrivati a due possibili soluzioni e le hanno presentate in uno studio.
Il numero di oscillazioni che abbiamo misurato sono il doppio di quante si ipotizzasse.
Mimas si è formata più di quattro miliardi di anni fa e gli scienziati hanno sempre ipotizzato che il suo nucleo congelato si possa essere rilassato prendendo una forma oblunga, simile a quella di un pallone da rugby, il che potrebbe comportare delle oscillazioni. C’è chi invece crede che Mimas custodisca all’interno un oceano, proprio come altre due lune di Saturno (Encelado e Titano) ed Europa, la luna di Giove. Secondo i ricercatori questa possibilità sarebbe sorprendente perché la superficie di Mimas non mostra segni di attività geologica.
L’orbita che Mimas compie attorno al suo pianeta è leggermente allungata, formando un’ellisse. Se ci fosse un osservatore sul pianeta vedrebbe, dicono gli esperti, letteralmente oscillare Mimas. La rotazione e la rivoluzione di questa luna la fanno oscillare dando al fenomeno che si chiama librazione, tipico anche sulla nostra Luna. Ed è proprio su questo fenomeno che si stanno focalizzando i ricercatori per capire cosa stia succedendo all’interno di questa luna.
Ipotetico oceano:
Se davvero Mimas nasconde un oceano di acqua, questo si troverebbe tra i 24 e i 34 chilometri sotto la superficie. La luna, dal diametro di soli 400 chilometri, è troppo piccola per aver trattenuto calore interno prodotto durante la sua formazione tanto da poter mantenere allo stato liquido l’acqua. Gli esperti, quindi, pensano a un’altra fonte di energia in grado di farlo: l’orbita di Mimas potrebbe essere stata ancora più allungata in passato e questo avrebbe prodotto abbastanza energia per sciogliere il ghiaccio e creare un oceano.
Se davvero Mimas nasconde un oceano di acqua, questo si troverebbe tra i 24 e i 34 chilometri sotto la superficie. La luna, dal diametro di soli 400 chilometri, è troppo piccola per aver trattenuto calore interno prodotto durante la sua formazione tanto da poter mantenere allo stato liquido l’acqua. Gli esperti, quindi, pensano a un’altra fonte di energia in grado di farlo: l’orbita di Mimas potrebbe essere stata ancora più allungata in passato e questo avrebbe prodotto abbastanza energia per sciogliere il ghiaccio e creare un oceano.
Nel 2021, utilizzando i dati della Cassini, Alyssa Rhoden geofisica del Southwest Research Institute di boulder (in Colorado, Usa) e Matthew Walker, ricercatore del Planetary Science Institute di Tucson (in Arizona, Usa), hanno condotto simulazioni che tengono conto di diversi parametri della luna (tra cui l’eccentricità orbitale e, appunto, la librazione) per valutare se il riscaldamento mareale, un processo in cui le forze di marea legate all’interazione gravitazionale tra la luna e Saturno dissipano l’energia orbitale e rotazionale del satellite sotto forma di calore, potesse dar conto dell’eventuale esistenza di un simile “ecosistema” e risolvere così il dilemma sulla sua natura di mondo oceanico.
Per adattarsi alla struttura interna dedotta dalla librazione di Mimas, spiegano i ricercatori, il riscaldamento da forze mareali all’interno della luna deve essere abbastanza grande da impedire all’oceano di congelare, ma abbastanza piccolo da mantenere uno spesso guscio ghiacciato.
I risultati delle simulazioni suggeriscono che sì, il riscaldamento mareale potrebbe produrre abbastanza energia da giustificare un oceano di acqua liquida sotto uno strato di ghiaccio spesso dai 24 ai 31 km.
«Se Mimas ha un oceano», osserva Rhoden, «essa rappresenta una nuova classe di piccoli mondi oceanici furtivi con superfici che non tradiscono l’esistenza dell’oceano stesso».
( Ipotetica struttura interna di Mimas, le dimensioni del mantello ghiacchiato e lo spessore oceanico sono arbitrarie e potrebbero anche variare di molto da questa ipotesi ).
Temperature
L'immagine in alto a destra (SOTTO) , mostra il modello completamente diverso che Cassini ha effettivamente visto. Al posto delle temperature che variano uniformemente, questo lato di Mimas è diviso in una parte calda (a sinistra) e una parte fredda (a destra) con un tagliente a forma di v tra di loro. La parte calda ha temperature tipiche vicino 92 Kelvin, mentre le temperature tipiche sulla parte fredda sono circa 77 Kelvin. La parte fredda è probabilmente più fredda perché i materiali di superficie hanno una maggiore conducibilità termica, quindi l'energia del sole si insinua nella zona sub-superficiale invece di riscaldare la superficie stessa. Ma perché la conducibilità dovrebbe variare così drammaticamente attraverso la superficie di Mimas è un mistero.
Il lato freddo comprende il gigantesco cratere Herschel, che è di pochi gradi più caldo rispetto ai suoi dintorni. Non è ancora noto se il cratere Herschel è responsabile, in qualche modo, di causare la regione di temperature fredde che lo circonda.
Risonanze
Mimas è responsabile della mancanza di materiale nella divisione di Cassini, poiché eventuali particelle che si trovassero ad orbitare in tale regione presenterebbero una risonanza orbitale 2:1 con esso.
La ripetizione periodica dell'influenza gravitazionale di Mimas porterebbe entro breve tempo ad una modifica dei parametri orbitali di tali particelle.
Mimas è anche in risonanza 2:1 con Teti, e in risonanza 2:3 con la piccola luna pastore dell'anello F, Pandora.
Per quanto riguarda la divisione di Cassini, un gruppo di ricercatori del Centre national de la recherche scientifique (Cnrs), dell’Osservatorio di Parigi (Psl) e della Università di Franche-Comté (Ufc) ha dimostrato come a crearla sia stata Mimas.
Gli anelli del gigante gassoso Saturno sono costituiti da particelle di ghiaccio la cui velocità orbitale aumenta mano a mano che ci si avvicina al pianeta. Nella divisione di Cassini – una banda di spazio attorno al pianeta tra i due suoi anelli più visibili – la densità di queste particelle è considerevolmente inferiore. Nello studio, il team di ricercatori ha ora dimostrato che ad essere responsabile di questo quasi vuoto spaziale è la sua luna Mimas. Questa, avvicinandosi a Saturno nel recente passato, avrebbe creato la divisione portandola alla larghezza attuale di 4550 Km attraverso il fenomeno conosciuto come risonanza orbitale, alla base dell’espulsione delle particelle di ghiaccio da quella zona per destabilizzazione delle loro orbite. Mimas, dunque, avrebbe funzionato come una sorta di spazzaneve spaziale a distanza.
In particolare, effettuando delle simulazioni numeriche, i ricercatori hanno calcolato che Mimas dev’essere migrata verso l’interno di 9 mila Km nell’arco di pochi milioni di anni per creare la striscia di cui parlavamo, quella che attualmente separa gli anelli A e B. Un legame tra la formazione della divisione e Mimas che i ricercatori sospettavano, poiché vi è una regione sul bordo interno di quest’ultima dove le particelle orbitano attorno a Saturno esattamente due volte più velocemente di Mimas, sono cioè in risonanza orbitale 2:1 con la luna.
Per spiegare una migrazione della luna verso il pianeta, i ricercatori hanno ipotizzato due possibili scenari :
- Il primo è che la luna abbia potuto perdere energia, scaldandosi. Questo avrebbe causato, però, lo scioglimento del ghiaccio interno alla luna e l’indebolimento della crosta esterna. Tuttavia, lo stato di Mimas non ha suggerito loro questa ipotesi.
- Il secondo, quello più plausibile, ma che resta da confermare, è che la perdita di calore – comunque necessaria affinché il corpo si avvicini al pianeta – possa essere stata ripartita tra Mimas ed Encelado – un’altra luna di Saturno – attraverso la risonanza orbitale. Una ripartizione che potrebbe essere alla base della creazione degli oceani interni osservati dalla sonda Cassini sotto la superficie di entrambi questi corpi celesti.
Oggi, Mimas si sta allontanando da Saturno. Una separazione tra i due corpi che, secondo i calcoli dei ricercatori, comporterà il restringimento della divisione da qui ai prossimi 40 milioni di anni per effetto esattamente opposto a quello che l’ha creata.
La caratteristica superficiale più distintiva è un colossale cratere di impatto di 140 km di diametro, battezzato Herschel in omaggio allo scopritore di Mimas. Herschel si estende per circa un terzo del diametro dell'intero satellite, e le sue pareti sono alte circa 5 km, in alcune parti è profondo fino a 10 km rispetto alla superficie circostante, e la sua vetta centrale si innalza per 6 km sopra la base del cratere.
L'impatto che ha formato questo enorme cratere ha quasi disgregato il satellite, difatti sul lato opposto di Mimas sono visibili alcune fratture causate dalle onde d'urto dell'impatto che hanno attraversato l'interno del corpo.
Il resto della sua superficie è ricca di crateri, sebbene nessuno si avvicini minimamente alla taglia del sopracitato Herschel. La distribuzione dei crateri non è uniforme, difatti la maggior parte delle zone equatoriali e tropicali è costellata di crateri più grandi di 40 km di diametro, mentre nella regione polare meridionale generalmente mancano crateri più grandi di 20 km. Questo suggerisce che qualche processo di natura geologica possa aver rimosso i crateri più significativi da tale regione.
Per creare questa immagine (vedi sopra), le foto in ultravioletti, verdi e infrarossi sono state combinate in una singola, per isolare e mappare le differenze di colore delle varie regioni. Questa "mappa dei colori" è stata poi sovrapposta all'immagine fatta con un filtro trasparente che conserva la luminosità relativa.
Questa sovrapposizione permette di osservare come i colori cambiano attraverso le zone della superficie di Mimas secondo le sue caratteristiche geologiche e soprattutto qui tra le regioni situate all'estrema destra e il resto della superficie. L'origine delle variazioni cromatiche non è ancora compresa, ma potrebbe essere dovuta a sottili differenze nella composizione o nella dimensione delle particelle che coprono la superficie della luna.
Le immagini utilizzate per creare questa vista sono state acquisite dal teleobiettivo della sonda spaziale Cassini il 20 novembre 2006 a una distanza di circa 150.000 chilometri.
La risoluzione è 898 metri per pixel.
Mappa:
LINK:
Un possibile strato liquido?
(PT): https://mega-planeta.blogspot.com/2014/10/a-lua-de-saturno-mimas-pode-esconder-um.html
(IT): https://unastellaperamica.wordpress.com/2014/10/19/mimas-nasconderebbe-un-cuore-liquido/
(EN): https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103521005091
Temperature (EN) : http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/multimedia/pia12867.html
Mappa (PDF) : http://planetarynames.wr.usgs.gov/images/mimas_comp.pdf
SCHEDA RIASSUNTIVA DI MIMAS:
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Estratto da:
SATURNO IL PIANETA DEGLI ANELLI E TUTTE LE SUE LUNE. by Andreotti Roberto.
Leggi anche ENCICLOPEDIA DEL SISTEMA SOLARE
Clicca QUI :
IL SISTEMA SOLARE ELENCO POST di Andreotti Roberto - INSA
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Mappa (PDF) : http://planetarynames.wr.usgs.gov/images/mimas_comp.pdf
SCHEDA RIASSUNTIVA DI MIMAS:
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Estratto da:
SATURNO IL PIANETA DEGLI ANELLI E TUTTE LE SUE LUNE. by Andreotti Roberto.
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IL SISTEMA SOLARE ELENCO POST di Andreotti Roberto - INSA
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