Saturno è il sesto pianeta del Sistema
solare in ordine di distanza dal Sole ed il
secondo pianeta più massiccio, dopo Giove.
Saturno, con Giove, Urano e Nettuno, è
classificato come gigante gassoso. Il nome
deriva dall‘omonimo dio della mitologia
romana; il suo simbolo astronomico è una
rappresentazione stilizzata della falce del dio
dell’agricoltura e dello scorrere del tempo (in
greco, Kronos) (
).
Composizione chimica del pianeta
Saturno è composto per il 95% da
idrogeno e per il 3% da elio a cui seguono,
in proporzione decrescente, gli altri
elementi. Il nucleo, consistente in silicati e
ghiacci, è circondato da uno spesso strato
di idrogeno metallico e quindi di uno strato
esterno gassoso.
Saturno è percorso da potenti venti
Le velocità del vento nella atmosfera
di Saturno possono raggiungere 1800
km/ora, significativamente più veloci di
quelle su Giove.
Saturno ha un esteso e vistoso sistema di
anelli, che consiste principalmente in
particelle di ghiacci e polveri di silicati. Della
sessantina di lune conosciute che orbitano
intorno al pianeta, Titano è l'unica luna del
Sistema solare ad avere un'atmosfera
significativa.
Cenni storici
Saturno è l'ultimo dei pianeti visibili a occhio nudo, ed era
conosciuto sin dall'antichità. Il primo astronomo a
osservarne la forma peculiare fu GALILEO, che nel 1610
non riuscì a risolvere completamente la figura del pianeta
circondato dai suoi anelli. Inizialmente il pianeta gli
apparve accompagnato da altri due corpi sui lati, e
pertanto lo definì "tricorporeo". Con le osservazioni
successive - e l'uso di strumenti più sofisticati - la
variazione dell'angolo visuale degli anelli gli mostrò via
via aspetti diversi, che lo spinsero a chiamare bizzarro il
pianeta. Galileo nei suoi schizzi ipotizzò varie soluzioni
per la forma di Saturno, fra cui anche possibili anelli, che
tuttavia erano tangenti la superficie del corpo celeste.
Nei secoli successivi Saturno fu oggetto di studi approfonditi:
nel 1649 un costruttore di telescopi marchiggiano
Eustachio DIVINI pubblicò per la prima volta una
illustrazione dettagliata degli anelli di Saturno.
nel 1655 l'astronomo Christiaan Huygens fu il
primo a intuire la natura anulare dei corpi visti da
Galileo attorno al pianeta, e scoprì anche il
satellite Titano
Giandomenico CASSINI nel 1975 fu il primo a
ipotizzare la natura degli anelli e vi individuò la
prima suddivisione o lacuna, che ancora oggi
porta il suo nome.
Inoltre scoprì altre quattro lune saturniane: nel 1671
Rea, nel 1672 Dione e Teti nel 1684.
La natura "granulare" degli anelli fu dimostrata per
via teorica nel 1859 dal fisico scozzese James Clerk
MAXWELL.
Osservazione dalla Terra
Il momento migliore per osservare Saturno e
i suoi anelli è l‘opposizione
Cosa significa che è in opposizione?
quando l‘elongazione del pianeta è di 180º, e
si trova quindi nella parte di cielo opposta al
Sole.
In tutti questi casi il diametro di Saturno è troppo
piccolo per poterlo percepire a occhio nudo, e il
pianeta apparirà sempre come un punto.
È necessario un telescopio di modesta potenza
(almeno 40 ingrandimenti, che pochi binocoli
sono in grado di fornire) per poter distinguere il
disco del pianeta e gli anelli e il materiale dal
quale è costituito.
Caratteristiche fisiche di Saturno
Saturno appare visibilmente schiacciato ai poli: i
suoi diametri equatoriale e polare differiscono di
quasi il 10% (120 536 km contro 108 728 km).
Questa forma è il risultato della sua rapida
rotazione e della sua composizione chimica
Saturno è anche l'unico pianeta del sistema solare
con una densità media inferiore a quella
dell'acqua: solo 0,69 g/cm³.
In realtà il valore medio è una combinazione di
densità molto basse, nell'atmosfera del pianeta, e
densità più elevate all'interno, sicuramente
maggiori di quella dell'acqua.
Per questi valori si presuppone che il pianeta
abbia un nucleo di rocce e metalli non
particolarmente massiccio.
Parametri orbitali
Saturno orbita attorno al Sole ad una distanza
media di 1,427 miliardi di chilometri, percorrendo
una rivoluzione completa in 29,458 anni terrestri.
La sua orbita è inclinata di 2,488º rispetto
all'eclittica ed è eccentrica di un fattore 0,0560.
Alla sua distanza, la luce del Sole appare 100 volte
meno intensa rispetto alle misure effettuate da
Terra
Con una massa pari a 95,181 volte e un volume
pari a 744 volte quello terrestre, Saturno è il
secondo pianeta più grande del sistema solare
dopo Giove.
L'asse di rotazione è inclinato di 26,731 gradi,
regalando al pianeta un ciclo di stagioni più o meno
analogo a quello terrestre e marziano, ma assai più
lungo.
Il periodo di rotazione di Saturno sul proprio asse
varia a seconda della quota; gli strati superiori, nelle
regioni equatoriali, impiegano 10,23378 ore a
compiere un giro completo, mentre nucleo e mantello
ruotano in 10,67597 ore.
Atmosfera
L'atmosfera di Saturno mostra bande simili a quelle
di Giove, ma molto più deboli e più larghe vicino
all‘equatore.
Le formazioni atmosferiche (macchie, nubi) sono
così deboli da non essere mai state osservate prima
dell'arrivo delle sonde Voyager.
Da allora i telescopi a terra e in orbita sono
migliorati al punto da poter condurre regolari
osservazioni delle caratteristiche atmosferiche di
Saturno.
Sono state trovate tempeste di forma ovale dalla lunga vita
e molto simili a quelle di Giove. (grande macchia rossa).
Nel 1990 il Telescopio Spaziale Hubble osservò
un'enorme nube bianca vicino all'equatore del pianeta, e
un'altra fu osservata nel 1994.
Negli anni ottanta le due sonde del Programma Voyager
fotografarono una struttura esagonale presente nei pressi
del polo nord del pianeta, che è stata osservata anche
dalla sonda Cassini.
Non si conoscono ancora le cause della presenza di
questa forma geometrica regolare, ma sembra che non sia
collegato con la radio-emissione di Saturno e con la sua
attività delle aurore polari
struttura esagonale
L'atmosfera di Saturno, molto simile a quella di
Giove, è composta principalmente di idrogeno ed
elio; quella di Saturno contiene tuttavia una
percentuale di idrogeno leggermente maggiore,
oltre ad una quantità di fosforo ed arsenico circa
10 volte superiore.
Una sostanziale differenza fra le atmosfere di Giove
e Saturno è la presenza di bande chiare e scure,
specialmente presso l'equatore, molto evidenti nel
primo ma estremamente soffuse e poco contrastate
nell'altro.
Il motivo è probabilmente la minore temperatura
atmosferica di Saturno, che favorisce la
formazione di nubi ad una profondità maggiore
rispetto a Giove.
Ciò nonostante l'atmosfera saturniana è percorsa
da venti fortissimi, che soffiano fino a 1800 km/h
presso l'equatore.
Sono inoltre presenti cicloni, soprattutto alle alte
latitudini, dalla durata relativamente breve e dalle
dimensioni massime di circa 1200 km.
Struttura interna
Saturno possiede una struttura interna molto
simile a quella di Giove; come l'altro gigante
gassoso, presenta una composizione affine a
quella del Sole, essendo costituito per il 75%
di idrogeno ed il 25% di elio, con tracce
d'acqua, metano ed ammoniaca.
Nello strato esterno è presente un'atmosfera
dove si alternano fasce chiare e scure parallele
all'equatore con perturbazioni cicloniche e
formazioni di nubi; il tutto degrada nella zona
sottostante, un oceano liquido di idrogeno
molecolare ed elio che sovrasta un involucro tra
0,2 e 0,5 raggi planetari sottoposto ad una
pressione di 3 milioni di atmosfere dove domina
l'idrogeno metallico liquido ad una temperatura
di circa 20 000 °C.
Successivamente, al centro del pianeta, è
presente il nucleo, che misura 0,2 raggi planetari,
circa le dimensioni della Terra, con una
temperatura di circa 12 000 °C ed una pressione
di 8 milioni di atmosfere, formato da silicati ferrosi
e ghiaccio.
Siccome Saturno, al pari di Giove, irradia,
nell'infrarosso, una energia all'incirca doppia di
quella che riceve dal Sole, si pensa che l'elio
essendo più pesante dell'idrogeno sprofondi
nell'oceano liquido, si comprima e di
conseguenza liberi calore che per convezione
migra verso l'alto fino all'atmosfera, dove può
sfuggire nello spazio.
Satelliti
naturali
Saturno possiede un elevato numero di satelliti
naturali.
se ne conoscono 49 tra confermati e probabili, 12
dei quali scoperti solo nel 2005 grazie al
telescopio giapponese Subaru;
solo 30 sono attualmente dotati di nomi propri.
Non sarà mai possibile quantificare con precisione
il loro numero, perché tecnicamente tutti i
minuscoli corpi ghiacciati che compongono gli
anelli di Saturno sono da considerarsi satelliti.
Il satellite saturniano più interessante è di gran
lunga TITANO, l'unico satellite del sistema solare a
possedere una densa atmosfera.
Il gran numero di satelliti e la presenza degli anelli
rende molto complessa la dinamica del sistema di
Saturno.
Gli anelli sono influenzati dai movimenti dei satelliti,
che causano marcate divisioni o lacune, e
l‘interazione mareale con Saturno porta effetti
perturbanti sulle orbite dei satelliti minori.
Satelliti naturali
Anelli
Saturno possiede un magnifico sistema di anelli
planetari, composti da milioni di piccoli oggetti
ghiacciati, della grandezza che varia dal
micrometro al metro, orbitanti attorno al pianeta
sul suo piano equatoriale e organizzati in un anello
piatto.
Poiché l'asse di rotazione di Saturno è inclinato
rispetto al suo piano orbitale, anche gli anelli
risultano inclinati.
Gli anelli iniziano ad un'altezza di circa 6600 km
dalla sommità delle nubi di Saturno e si
estendono fino a 120 000 km, poco meno di un
terzo della distanza Terra-Luna. Il loro spessore è
mediamente pari ad appena 10 metri
La loro scoperta è dovuta a Christiaan Huygens,
nel 1655;
in precedenza già Galileo Galilei aveva notato
delle insolite protuberanze ai lati del pianeta,
ma la scarsa potenza del suo telescopio e la
particolare posizione di Saturno all'epoca - con gli
anelli disposti di taglio per un osservatore terrestre
e quindi periodicamente invisibili - non gli avevano
permesso di distinguerne la forma con chiarezza
Gli anelli sono divisi in sette fasce, separate da
divisioni quasi vuote.
L'organizzazione in fasce e divisioni risulta da una
complessa dinamica ancora non ben compresa, ma
nella quale giocano sicuramente un ruolo i cosiddetti
satelliti pastori, lune di Saturno che orbitano
all'interno o subito fuori dell'anello.
L'origine degli anelli è sconosciuta.
Ci sono due ipotesi principali:
1. che siano il risultato della distruzione di un
satellite di Saturno, ad opera di una collisione con
una cometa o con un altro satellite;
2. che siano un "avanzo" del materiale da cui si
formò Saturno che non è riuscito ad assemblarsi
in un corpo unico.
Queste due teorie però, probabilmente, andranno
presto riconsiderate, invero, esse si basano sul
presupposto d'instabilità degli anelli, condannandoli
ad una vita relativamente breve (dispersione, o
caduta sul pianeta, nel giro di pochi milioni di anni);
tuttavia studi recenti hanno ipotizzato che la loro
massa sia maggiore di quanto creduto, facendo
così spostare la datazione della loro nascita a
miliardi di anni indietro.
Nell'ottobre del 2009 grazie al telescopio spaziale
SPITZER, è stato scoperto il più grande anello di
Saturno mai osservato prima di oggi.
Questo enorme anello si trova alla periferia del
sistema di Saturno, in un'orbita inclinata di 27º
rispetto al piano del sistema di sette anelli
principali.
Il nuovo anello, che si ritiene sia originato da
FEBE ( una delle lune)
è composto di ghiaccio e di polvere allo stato di
particelle alla temperatura di -157 °C
Immagine artistica dell'anello più esterno di Saturno
Pur essendo molto esteso questo anello è
rilevabile solo nello spettro infrarosso, perché
non riflette la luce visibile.
La massa dell'anello comincia a circa 6 milioni di
chilometri dal pianeta e si estende su 11,9
milioni di chilometri.
Esplorazione di Saturno
Saturno fu visitato per la prima volta dalla
sonda statunitense PIONEER 11 nel 1979 e
nei due anni seguenti dalle sonde Voyager 1
e voyager 2.
Tutte e tre le sonde eseguirono dei fly-gy,
ovvero si limitarono a passare accanto al
pianeta e proseguire oltre.
La sonda CASSINI ha come scopo principale
l'esplorazione del sistema di Saturno e in
particolare della sua luna TITANO.
Essa è arrivata il primo luglio 2004 ed è da allora
in orbita attorno al pianeta. La stessa missione ha
permesso di osservare, nel 2005, laghi e fiumi di
metano liquido sulla superficie di Titano, e nel
2006 sbuffi di vapor d'acqua emessi dalla
superficie del satellite Encelado: si tratta della
prima osservazione certa di acqua non ghiacciata
al di fuori della Terra.
Teorie della formazione
In base a ricerche recenti, sui dati provenienti da
osservazioni indirette sulla composizione dei due pianeti,
sembra che in realtà Saturno e Giove siano molto diversi
tra di loro, e dunque si siano formati con modalità
differenti.
Infatti analizzando tali dati sembra che Saturno abbia un
nucleo formato da ferro, silicio, Carbonio, azoto ed
ossigeno, dove tali elementi si sono concentrati;
mentre in Giove gli stessi elementi sono sparsi all'interno
del pianeta. La missione della sonda spaziale Cassini,
tuttora in corso, porterà dei dati di osservazione diretta di
Saturno che elaborati dovrebbero fornire maggiori
informazioni in merito.
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Fine
Realizzato per uso didattico dall’ADRAM . Fonte Wikipedia
Giovanni Montebello
