Saturno, i suoi anelli e le sue lune

Secondo la mitologia romana, Saturno era il dio dell’agricoltura. Il corrispondente dio greco, Crono, era il figlio di Urano e Gaia e il padre di Zeus (Giove). 

In questa sede esaminiamo il lato “astronomico” di Saturno che è il sesto pianeta a partire dal Sole ed il secondo in ordine di grandezza, un pianeta conosciuto fin dalla preistoria. Galileo osservandolo per primo con un telescopio nel 1610 notò la sua strana forma e ne rimase confuso. Le prime osservazioni di Saturno furono complicate dal fatto che la Terra attraversa il piano anelli di Saturno ogni pochi anni. Una immagine a bassa risoluzione mostra quindi il pianeta con forme sempre diverse. Così fu fino al 1659 quando Christiaan Huygens capì la geometria degli anelli. Per molto tempo gli anelli rimasero prerogativa di Saturno finché nel 1977 furono scoperti dei deboli anelli attorno a Urano e poco tempo dopo anche attorno a Giove e Nettuno).

Saturno è stato visitato per la prima volta dal Pioneer 11 nel 1979 ed in seguito dal Voyager 1 e dal Voyager 2. La Cassini, ora in viaggio, lo raggiungerà nel 2004.

 Saturno appare visibilmente schiacciato quando viene osservato attraverso un piccolo telescopio; il diametro equatoriale e quello polare differiscono di circa un 10% (120.536 km contro 108.728 km). Questo è il risultato della sua rapida rotazione e del suo stato fluido. Anche gli altri pineti gassosi sono schiacciati ai poli, ma non in modo così visibile. 
 Saturno è il pianeta meno denso; il suo peso specifico (0.7) è inferiore a quello dell’acqua. 
Come Giove, anche saturno è composto per il 75% da idrogeno e per il 25% da elio con tracce di acqua, metano, ammoniaca e roccia, composizione simile a quella della nebulosa solare primordiale da cui si è formato il sistema solare. 
L’ interno di Saturno è simile a quello di Giove con un nucleo roccioso, uno strato di idrogeno metallico liquido ed uno di idrogeno molecolare. Sono poi presenti tracce di diversi tipi di ghiaccio. 
Saturno possiede un nucleo molto caldo (circa 12000 K) ed irraggia un’energia superiore a quella che riceve da Sole. La maggior parte di questa energia è generata dal meccanismo di Kelvin-Helmholtz come su Giove. Questo fenomeno non spiega però completamente la luminosità di Saturno; ci devono essere altri meccanismi come forse il “raining out” dell’elio negli strati più profondi di Saturno. 
Le bande che su Giove sono così evidenti su Saturno sono molto più sfumate. Esse sono molto più ampie nei pressi dell’equatore. I dettagli dell’atmosfera non sono visibili dalla Terra, così che il loro studio è cominciato solo dopo l’incontro ravvicinato della sonda Voyager con il pianeta. Saturno mostra degli ovali persistenti (la macchia rossa al centro dell’immagine di destra) ed altre strutture che ritroviamo anche su Giove. Nel 1990, l’HST osservò un’enorme nube bianca nei pressi dell’equatore che non era presente nelle immagini inviate dal Voyager ; nel 1994 fu osservato un’altra piccola macchia (a sinistra).

Dalla Terra si possono osservare due grandi anelli (A e B) ed uno più piccolo (C). La separazione tra l’anello A ed il B è nota come divisione di Cassini. Un’altra divisione più piccola presente nella parte esterna dell’anello A è chiamata divisione di Encke (questo è un termine improprio dato che probabilmente non è mai stata osservata da Encke). Le immagini del Voyager ci mostrano altri quattro anelli più deboli. Gli anelli di Saturno, a differenza di quelli degli altri pianeti, sono molto brillanti (albedo 0.2 – 0.6). Sebbene dalla Terra ci appaiano continui ed uniformi, gli anelli sono composti da innumerevoli piccole particelle, ognuna con una propria orbita. La loro dimensione varia da pochi centimetri a molti metri (sono stati osservati anche oggetti di alcuni chilometri). 
Gli anelli di Saturno sono estremamente sottili: sebbene abbiano un diametro di circa 250.000 km non sono più larghi di 1.5 chilometri. Al contrario di quello che può sembrare, gli anelli sono composti da poco materiale come se fossero compressi in un unico corpo esso non supererebbe i 100 Km di diametro.  Le particelle che compongono gli anelli sono formate principalmente da ghiaccio e polveri.

Voyager ha confermato l’esistenza di disomogeneità radiali negli anelli chiamate “raggi” che erano già state osservate dagli astronomi dilettanti (a sinistra). La loro natura rimane un mistero, ma potrebbero avere a che fare con il campo magnetico del pianeta.

L’anello più esterno, l’anello F, possiede una complessa struttura costituita da molti piccoli anelli attraversati da delle specie di piccoli nodi. Gli scienziati ritengono che questi nodi possano essere degli accumuli di materiale, o delle mini lune…

 Esiste un complesso sistema di forze mareali risonanti tra alcuni satelliti e gli anelli: alcuni satelliti, i cosiddetti “satelliti pastore” (ad esempio Atlas, Prometeo e Pandora) sono molto importanti per la stabilità degli anelli; Mimas sembra essere responsabile della carenza di materiale nella divisione di Cassini division, che sembra essere simile alla divisione di Kirkwood presente nella fascia degli asteroidi; Pan si trova all’interno della divisione di Encke. L’intero sistema è molto complesso ed ancora scarsamente conosciuto.

L’origine degli anelli di Saturno (e degli altri pianeti gioviani) è sconosciuta. Anche se questi pianeti avessero posseduto un sistema di anelli fin dalla loro formazione, a causa dell’instabilità del materiale che li compone gli anelli si sarebbero dovuti rigenerare in processi successivi, probabilmente grazie all’ esplosione di grandi satelliti. 
Come gli altri pianeti gioviani, anche Saturno possiede un intenso campo magnetico.

Nel cielo notturno, Saturno è facilmente osservabile ad occhio nudo. Sebbene non sia così brillante come Giove, è facilmente identificabile come pianeta dato che non “scintilla” come fanno le stelle. Gli anelli ed i satelliti piò grandi sono visibili già in un piccolo telescopio. La planet finder chart di Mike Harvey mostra l’attuale posizione di Saturno (e degli altri pianeti) nel cielo. Carte più dettagliate e personalizzate possono essere create con un programma planetario come lo Starry Night..

I satelliti di Saturno.

Saturno possiede 18 satelliti, più di qualsiasi altro pianeta. Ce ne possono essere molti altri non ancora scoperti.

• Di tutti questi satelliti tutti con l’eccezione di Febe ed Iperione ruotano in modo sincrono.
• Le tre coppie Mimas-Teti, Encelado-Dione e Titano-Iperione interagiscono gravitazionalmente in modo da mantenere relazioni stabili tra le loro orbite: il periodo orbitale di Mimas è esattamente la metà di quello di Teti, si dice così che essi stanno in un rapporto di risonanza di 1:2; Encelado-Dione hanno anche essi un rapporto pari a 1:2, mentre Titano-Iperione sono in rapporto di 3:4 .
• Oltre ai 18 satelliti, ne sono stati descritti almeno un’altra dozzina registrata nei registri con nomi provvisori.
  

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Stralcio testo tratto dalla pagina: astrofilitrentini.it sulla quale vi suggerisco di continuare la lettura…

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