Il primo astronomo ad osservarne la forma peculiare fu Galilei, che nel 1610 non riuscì a risolvere completamente la figura del pianeta circondato dall'alone suoi anelli. 

Inizialmente il pianeta gli apparve accompagnato da altri due corpi sui lati, e pertanto lo definì "tricorporeo". Con l'uso di strumenti più sofisticati e la variazione dell'angolo visuale, nell'arco di anni, degli anelli osservò aspetti via via diversi, che lo spinsero a chiamare "bizzarro" il pianeta. 

Galilei nei suoi schizzi rappresentò correttamente la forma di Saturno, senza mai arrivare ad ipotizzare una struttura ad anelli. Nei secoli successivi Saturno fu oggetto di studi approfonditi: nel 1655 l'astronomo Christiaan Huygens fu il primo ad intuire la natura anulare dei corpi visti da Galilei attorno al pianeta, e scoprì anche il satellite Titano. 

Giandomenico Cassini nel 1675 fu il primo a ipotizzare la natura degli anelli e vi individuò la prima suddivisione o lacuna, che porta il suo nome. Inoltre scoprì altre quattro lune saturniane: Giapeto nel 1671, Rea nel 1672, Dione e Teti e nel 1684 ». (2) Wikipedia 

« Nel 1785 Laplace calcolò che non potevano essere completamente solidi, come creduto fino ad allora, perché le forze mareali di Saturno li avrebbero distrutti » (1) Grande Dizionario Enciclopedico - UTET. 

La natura "granulare" degli anelli fu dimostrata per via teorica nel 1859 dal fisico scozzese James Clerk Maxwell. 

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il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee

z  i                                                                                            image credit Nasa 

Anche su Saturno il vento solare procura aurore polari ... esse, contrariamente a quelle terrestri che durano ore, persistono per qualche giorno ...  
 
 
 
 
 
 
 
 

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il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee

  z                                                                                 image credit mission Cassini-Huygens 

Vista del pianeta con il suo maestoso sistema di anelli ripresi dalla sonda spaziale Cassini in orbita dal 1° luglio 2004 attorno a Saturno 
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z  z  il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee    image credit Nasaimage credit Nasa z  Saturno nell'infrarosso ( 4 febbraio 2004 ) dal Keck I Telescope nelle Hawaii ... si nota un punto caldo al Polo Sud circondato da un vortice a temperatura media a carattere permanente ... è simile alle formazioni dovute alle "correnti a getto" terrestri nella atmosfera superiore... si notano particolarmente evidenziate le fasce atmosferiche orizzontali e la struttura degli anelli ...                     o    z  il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee  A    image credit mission Cassini-Huygens   "Saturno nell'ombra" ... un mosaico di foto scattate il 15 settembre 2006 ... si possono osservare con comodità due nuovi anelli molto deboli e sfumati ... uno in coincidenza dell'orbita di Janus-Epimetheus e l'altro dell'orbita di Pallene ... quello più esterno in realtà si può definire come una struttura toroidale di una certa consistenza come diametro ...                    il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee  A    image credit Nasa   "Saturno - cambio stagione" ... « il piano degli anelli coincide con il piano equatoriale del pianeta, che a sua volta è inclinato di [ 26,73° ] rispetto al piano della sua orbita intorno al Sole. Pertanto, due volte ogni suo periodo orbitale, cioè ca. ogni 15 anni, gli anelli si trovano di piatto rispetto alla direzione della Terra e, poiché essi sono molto sottili, non sono più rilevabili e apparentemente spariscono » (1) ...         (1) Grande Dizionario Enciclopedico - UTET                  z  il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee  A    image credit mission Cassini-Huygens   "Saturno - anelli di taglio" ... dallo spazio ( infatti la fase del pianeta è poco meno della metà ) la sonda Cassini ha ripreso il sistema di anelli ... « lo spessore degli anelli si è rivelato estremamente piccolo, inferiore ad 1 km; con la loro estensione di ca. 170.000 km sono quindi gli oggetti più sottili dell'universo conosciuto » (1) ...                       (1) Grande Dizionario Enciclopedico - UTET                    il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee  A    image credit mission Cassini-Huygens   "Saturno - anelli di taglio" ... la sonda Cassini ha ripreso il sistema di anelli di taglio, sottilissimi ... sono visibili due satelliti poco più bassi della linea dell'equatore ...                    il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee  A    image credit mission Cassini-Huygens   "Saturno - anelli di taglio" ... la sonda Cassini ha ripreso il sistema di anelli quasi di taglio ... è visibile un satellite poco più alto della linea dell'equatore che proietta la sua ombra ...                    il pianeta Saturno: osservazioni contemporanee  A    image credit mission Cassini-Huygens   "Saturno - equinozio" ... « la navicella spaziale Cassini ha catturato Janus che proietta un’ombra lunghissima sugli anelli nel momento dell’equinozio di Saturno ( agosto 2009, ma la foto risale al 10 maggio 2009 ) ... Janus ( 179 km di diametro ) non è visibile nell’immagine,   ma la sua ombra corre lungo l’anello A ed F … tre deboli stelle sono visibili sullo sfondo ... » (2) Wikipedia

 

il pianeta Saturno: composizione degli anelli

 
« [Gli anelli] si presentano con bande chiare e scure ed osservazioni spettroscopiche nell'infrarosso hanno mostrato che sono costituiti da particelle ricoperte di ghiaccio mescolato ad altre impurità. 

Il fatto poi che gli anelli riflettono onde radar con lunghezze d'onda comprese fra i 3 e i 12 cm ci dice che parte delle particelle devono avere dimensioni superiori ai 10 cm. 

Inoltre, da osservazioni a differenti lunghezze d'onda è stato verificato che la loro composizione e le dimensioni delle particelle non sono costanti con la distanza dal pianeta, ma che ne sono dipendenti. 

Il passaggio ravvicinato delle sonde ha rivelato che la loro struttura è assai più complessa di quella supposta: essi sono in realtà costituiti da migliaia di singoli anelli con bordi netti e ben definiti, di forma non perfettamente circolare ed in continuo movimento. 

Le particelle sono risultate poi avere un ampio range di dimensioni, varianti da 1 mm per le più piccole ad 1 km per le più grandi, anche se le dimensioni più probabili sono comprese fra qualche centimetro a qualche decina di metri »            (1) Grande Dizionario Enciclopedico - UTET 

 
 

il pianeta Saturno: gli anelli sono confinati dai "satelliti pastori"  image credit mission Cassini-Huygens   image credit mission Cassini-Huygens

 
Pandora  ( satellite guardiano esterno ) e Prometeo ( satellite guardiano esterno ) tengono in forma l'anello F ... si può notare nelle loro vicinaze una tipica struttura "a torciglione", che oggi è stata studiata e simulata con metodi numerici desunti dalla meccanica celeste ... 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 

z  il pianeta Saturno: gli anelli sono perturbati dai "satelliti pastori"  image credit mission Cassini-Huygens  image credit Dermott ( 1984 ) - adapted

 
Un disegno schematico che illustra l'azione dei "satelliti pastori" quando un anello sottile ( area puntinata ) è confinato tra due satelliti ... 
 
 
 
 
 
 
 

il pianeta Saturno: l'anello B è confinato dal satellite "Mimas" - image credit Nasa

 
 
 
 
 
 

il pianeta Saturno: i bordi degli anelli sono perturbati dai "satelliti"    image credit mission Cassini-Huygens

 
Il satellite Daphnis si muove all'interno della divisione di Keeler e ne perturba i bordi sia in anticipo ( l'anello interno si muove più velocemente del satellite e incontrandolo si increspa ), sia in ritardo ( il satellite si muove più velocemente del'anello esterno e superandolo lo increspa ) ... questi fenomeni sono oggi numericamente simulati e risolti con l'aiuto del computer ... 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 

il pianeta Saturno: i bordi degli anelli sono perturbati dai "satelliti"    image credit Murray & Dermott

 
L'anello interno si muove più velocemente del satellite e incontrandolo si increspa ... nel disegno schematico l'andamento smorzato dell'onda d'urto gravitazionale perturbante ... 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 

il pianeta Saturno: gli anelli e il particellato "fine"

 
« La forma ad anello sul piano equatoriale assunta dalle particelle è quella di minor energia e recenti simulazioni al calcolatore hanno mostrato che una nube di particelle con orbite casuali, urtandosi fra di loro, si porterebbero sul piano equatoriale prendendo la forma di anello in un tempo molto piccolo, dell'ordine di un anno. 

Rimane comunque da spiegare la presenza di piccole particelle con diametri inferiori a ca. 1 cm, poiché, a causa della pressione di radiazione solare, esse dovrebbero essere perturbate e fatte cadere su Saturno in tempi brevi. 

Il fatto che sia stata rilevata la loro presenza presuppone l'esistenza di un continuo rifornimento, dato forse proprio dalla distruzione di quelle più grandi a causa di collisioni ». (1)                       (1) Grande Dizionario Enciclopedico - UTET 

Oggi sappiamo anche che una parte di questo materiale proviene da satelliti che sprigionano materia nello spazio .... 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

il pianeta Saturno: gli anelli e il particellato "fine"    image credit mission Cassini-Huygens    Il satellite Encedalo, fotografato dalla sonda Cassini, mostra una cospicua emissione di materia nello spazio circostante ... è venuto dunque lecito supporre che la sua superficie sia tuttora attiva e manifesti un qualche tipo di "eruzione" finora inaspettato ...                       il pianeta Saturno: eruzioni alla superficie di "Encedalo"    image credit mission Cassini-Huygens    La navicella spaziale Cassini è stata pertanto portata ad un "fly-by" con Encedalo ( 14 luglio 2005 ) allo scopo di evidenziare le attività superficiali ... ecco il satellite controluce che ci mostra le sue abbondanti emissioni di materia nello spazio circostante ....                   il pianeta Saturno: il mantenimento dinamico dell'anello E da parte di "Encedalo"    image credit mission Cassini-Huygens    Encedalo attira su di sé il materiale dell'anello e contemporaneamente ne riemette altro nello spazio ... questo equilibrio dinamico è la base della esistenza dell'anello "E" il cui il satellite percorre la sua orbita ...                           il pianeta Saturno: piccole lune e anelli incompleti    image credit mission Cassini-Huygens    I deboli archi di anello di Anthe e Metone consistono di materiale proveniente da queste piccole lune a causa dell’impatto di micrometeoriti. Questo materiale non si sparge uniformemente intorno a Saturno, a formare un anello completo, a causa della risonanza orbitale con Mimas ...                       il pianeta Saturno: l'anello G, incompleto, una recente scoperta della sonda "Cassini"    image credit mission Cassini-Huygens    Questo arco di anello è tenuto in forma dalla risonanza col satellite Mimas ... l'anello "G" è uno dei maggiori, ma debole ... In assenza di risonanza le polveri non sarebbero confinate e si spargerebbero in modo uniforme formando un anello completo, simile a quelli che accompagnano i satelliti Pallene, Giano ed Epimeteo ...  Il prof. Carl Murray, membro dell’Imaging Team, anche lui dell’Università di Londra, dice “Ci sono molti esempi nel sistema saturniano di lune che creano strutture all’interno del sistema di anelli e disturbano altri satelliti. Comprendere queste interazioni e studiarne le origini può aiutarci a dare un senso a tutto quello che vediamo nelle immagini della sonda Cassini”.                               il pianeta Saturno: la struttura "rigata a microsolco" degli anelli    image credit mission Cassini-Huygens  z  La "risonanza orbitale" ( rapporto di numeri interi piccoli tra il periodo di rivoluzione del satellite e quello di una data porzione di anello ) causa una perturbazione, che si manifesta macroscopicamente come una "rigatura" degli anelli stessi ....                       il pianeta Saturno: la struttura "rigata a microsolco" degli anelli    image credit Murray & Dermott    Anello "A", rigature dovute alle risonanze con Prometeo ( linee continue ) e quelle dovute alle risonanze con Pandora ( linee tratteggiate )                   il pianeta Saturno: la costellazione di "lune"    Diagramma che illustra schematicamente la disposizione delle lune di Saturno ...  -  image credit Nasa            z

 
 
 
 
 
 
 
 

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il pianeta Saturno: il satellite "Mimas"

z  Grandioso l'enorme cratere da impatto che occupa quasi un quarto della parte visibile ... Mimas ha un diametro di circa 400 km ... albedo = 0,5   .

 

il pianeta Saturno: il satellite "Encedalus"    image credit Nasa  Superficie ghiacciata ... Encedalus ha un diametro di circa 500 km ... albedo = 1,0                        il pianeta Saturno: il satellite "Thetys"    image credit NASA     Superficie craterizzata da impatto ... Thetys ha un diametro di circa 1060 km ... albedo = 0,9                    z  il pianeta Saturno: il satellite "Dione"    image credit Nasa

      Superficie craterizzata da impatto e all'equatore canyons biancheggianti ... Dione ha un diametro di circa 1120 km ... albedo = 0,7 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

il pianeta Saturno: il satellite "Rhea"    image credit Nasa  Superficie craterizzata da impatto ... Rhea ha un diametro di circa 1528 km ... albedo = 0,7

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

il pianeta Saturno: il grande satellite "Titano"  image credit Nasaimage credit Nasa

 
Titano, di dimensioni paragonabili a Mercurio, è l'unico satellite oggi conosciuto con una densa atmosfera ricca di metano ... in colore scuro, appena oltre il terminatore, la zona Senkyo ... ha un diametro di 5150 km ... albedo = 0,22 
 
 
 
 
 

 

il pianeta Saturno: il grande satellite "Titano"  image credit Nasaimage credit Nasa  Titano nell'infrarosso sovrapposto all'ultravioletto

 

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il pianeta Saturno: il grande satellite "Titano"                    Foto scattata al suolo: grumi ghiacciati della grandezza di un pugno                                             image credit Huygens Cassini–Huygens è una missione robotica interplanetaria congiunta NASA/ESA/ASI, lanciata il 15 ottobre 1997, con il compito di studiare il sistema di Saturno, comprese le sue lune e i suoi anelli. La sonda si compone di due elementi: l'orbiter Cassini della NASA ed il lander Huygens dell'ESA.  Il 25 dicembre 2004 la sonda Huygens si è separata dalla nave madre e si è diretta verso la principale luna di Saturno, Titano. Il 14 gennaio 2005 Huygens è scesa nell'atmosfera del satellite e durante la corsa ha raccolto dati sull'atmosfera, immagini della superficie, rumori dall'ambiente circostante. Ha toccato il suolo dopo 2 h e 30 m, ed ha continuato a trasmettere il suo segnale per altre tre ore.

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image credit Wikipedia     il pianeta Saturno: la struttura interna     image credit Wikipedia

« L'interno di Saturno è molto caldo ( 12.000 gradi Kelvin nel nucleo ), e l'intero pianeta emette nello spazio più energia di quella che riceve dal Sole. La maggior parte di questa energia proviene da una lenta compressione gravitazionale chiamata meccanismo di Kelvin-Helmholtz, ma sembra che tale fenomeno non basti a spiegare l'ammontare di energia osservata. Una proposta per spiegare il calore in più è la discesa di gocce di elio molto all'interno di Saturno, che genererebbe calore per frizione contro l'idrogeno circostante » (2) Wikipedia 

a Saturno tabellare