Saturno

Saturno è il sesto pianeta a partire dal Sole ed il secondo in ordine di grandezza:

orbita: 1.429.400.000 km (9.54 UA) dal Sole

diametro: 120.536 km (equatoriale)

massa: 5,68e26 kg

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). Saturno è la radice della parola "sabato" (vedi Appendice 4).  Saturno è 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 scoprti 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 forseil "raining out" dell'elio negli strati piò profondi di Saturno.

Le bande che su Giove sono così evidenti su Saturno sono molto piò sfumate. Esse sono molto piò amplie 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 ossercare due grandi anelli (A e B) ed uno piò piccolo (C). La separazione tra l'anello A ed il B è nota come divisione di Cassini. Un'altra divisione piò 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 piò 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 piò larghi di 1.5 chiilometri. Al contrario di quello che può sembrare, gli anelli sono composti da poco materiale -- 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 disomsgeneità 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 piò 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. Gli strani intrecci visibili nelle immagini del Voyager 1 (a destra) non sono invece visibili nelle regioni riprese dal Voyager 2 .

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, piò 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 gravitazionalmentein modo da mentenere 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.

Distanza  Raggio   Massa
Satellite  (000 km)   (km)     (kg)   Scopritore  Data
---------  --------  ------  -------  ----------  -----
Pan             134      10     ?     Showalter    1990
Atlante         138      14     ?     Terrile      1980
Prometeo        139      46  2,70e17  Collins      1980
Pandora         142      46  2,20e17  Collins      1980
Epimeteo        151      57  5,60e17  Walker       1980
Giano           151      89  2,01e18  Dollfus      1966
Mimas           186     196  3,80e19  Herschel     1789
Encelado        238     260  8,40e19  Herschel     1789
Teti            295     530  7,55e20  Cassini      1684
Teleste         295      15     ?     Reitsema     1980
Calipso         295      13     ?     Pascu        1980
Dione           377     560  1,05e21  Cassini      1684
Elena           377      16     ?     Laques       1980
Rea             527     765  2,49e21  Cassini      1672
Titano         1222    2575  1,35e23  Huygens      1655
Iperione       1481     143  1,77e19  Bond         1848
Giapeto        3561     730  1,88e21  Cassini      1671
Febe          12952     110  4,00e18  Pickering    1898

Anelli di Saturno

Nome                  Tipo di  Raggio   Raggio    ampiezza  posizione     massa(Kg)
                        Nome   interno  esterno             approssim.    approssim.
----                   ------- -------  -------   -------   ------------  ----------
Anello D                  U    60.000   72.600    12.600        (anello)
Divisione di Guerin       U    72.600   73.800     1.200     (divisione)
Anello C                  U    73.800   91.800    18.000        (anello)      1,1e18
Divisione di Maxwell      U    91.800   92.300       500     (divisione)
Anello B                  U    92.300  115.800    23.500        (anello)      2,8e19
Divisione di Cassini      U   115.800  120.600     4.800     (divisione)
Separazione di Huygens    P   117.200    (n/a)   250-400  (suddivisione)
Anello A                  U   120.600  136.200    15.600        (anello)      6,2e18
Divisione di Keeler       U     (n/a)    (n/a)       230             25%
Minimo di Encke           C     (n/a)    (n/a)     5.460         29%-53%
Divisione di Encke        U   132.600    (n/a)       325             78%
Anello F                  U   141.000    (avg)     (n/a)        (anello)
Anello G                  U   150.000    (avg)     (n/a)        (anello)      1e7?
Anello E                  U   240.000  480.000   240.000        (anello)

Note:
  * distanza in chilometri dal centro di Saturno
  * Legenda: U: ufficiale
             P: provvisorio
             C: comune

Questa classificazione potrebbe essere ingannevole dato che la densità delle particelle varia in un modo complesso e dato che le regioni non presentano dei confini netti: le divisioni non sono completamente vuote; gli anelli non sono perfettamente circolari