a Saturno tabellare
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Il
pianeta Saturno
visto dalla sonda Cassini nel 2005
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scorrere in basso |
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image credit NASA - la maggior
parte della documentazione proviene da siti Nasa-Esa
Saturno
nel Sistema Solare esterno |
z
« Saturno
è il sesto pianeta del Sistema solare
in ordine di distanza dal Sole
ed il secondo in ordine di grandezza,
dopo Giove.
Saturno, con
Giove,
Urano
e Nettuno,
è classificato come gigante gassoso.
Saturno è
composto principalmente di idrogeno,
e in piccole proporzioni di 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.
Le velocità del vento
nella atmosfera di Saturno può raggiungere
1800 km/ora,
significativamente più veloce di quelle su Giove.
Saturno ha un esteso e vistoso sistema di anelli,
che consiste principalmente in particelle
di ghiacci e polveri di silicati. Una
sessantina di lune
sono oggi conosciute, Titano
è la più grande ed è l'unica luna del sistema solare
ad avere un'atmosfera significativa.
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
) » (2) Wikipedia
Il
pianeta Saturno
osservato dalla Terra
image credit Corrado Cava
Saturno osservato
da un telescopio amatoriale Meade SC 8". Siamo al 15
luglio 2014. Si notano gli anelli, la
scura "fascia equatoriale".
che caratterizza l'atmosfera
di questo gigante.
Il pianeta Saturno
osservato dalla Terra |
z
Il
pianeta Saturno
osservato dalla Terra
image credit Cristian Fattinnanzi
Saturno osservato
da un telescopio amatoriale C14. Siamo al 29
dicembre 2007. Notare, negli anelli, la
scura "Divisione
di Cassini".
Si notano le fasce
orizzontali che caratterizzano l'atmosfera
di questo gigante.
Il pianeta Saturno
osservato dalla Terra |
Il periodo sinodico
del pianeta è di 378,09 giorni,
al termine dei quali il corpo celeste inizia una fase di moto
retrogrado, in cui sembra spostarsi all'indietro
nel cielo notturno, rispetto allo sfondo
delle stelle "fisse",
eseguendo una cicloide vista quasi di taglio.
Poiché l'orbita
di Saturno è
molto esterna all'orbita terrestre, l'angolo
di fase visto dal nostro pianeta non è
mai superiore a 6,3°
ed è quasi sempre vicino allo zero, ovvero il pianeta appare quasi
sempre completamente illuminato; fu solo durante le missioni spaziali verso
il pianeta che fu fotografata una sua fase significativa.
Il pianeta è interessante da un punto di
vista osservativo in quanto già con strumenti
amatoriali è possibile rivelarne
i caratteristici anelli
ed anche alcuni dettagli superficiali.
Un piccolo telescopio rifrattore ( 20
ingrandimenti ) consente già di
osservare un oggetto non a simmetria sferica,
a causa degli anelli.
Sono facilmente osservabili i satelliti più
luminosi, come Titano
( mag. 8,2 ),
Rea ( mag.
9,6 ), Teti
( mag. 10,2 )
e Dione ( mag.
10,3 ). I
periodi di rivoluzione sono 15,945421 gg
( 10 diametri di Saturno
), 4,5175 gg
( 4,4 diam. ), 1,887802 gg
( 2,4 diam. ), 2,736915 gg
( 3 diam. ).
Il
pianeta Saturno
osservato dalla Terra
image credit Nasa
Il pianeta Saturno occultato dalla Luna
... interessante osservare le dimensioni relative tra il nostro satellite
e il gigante gassoso ... |
z
Il
pianeta Saturno
osservato dalla Terra
La "cicloide vista
di taglio" dell'anno 2010
- il fondo del cielo è congelato al 6
ottobre '09 -
image credit Perseus |
z
z |
il
pianeta Saturno
e la storia delle prime scoperte |
z
« Saturno
è l'ultimo dei pianeti visibili ad occhio nudo,
ed era conosciuto sin dall'antichità.
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.
.
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 ...
z
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
.
o
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z
il pianeta Saturno:
osservazioni contemporanee |
image credit Nasaimage
credit Nasa |
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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
|
« Importanti
sono anche le perturbazioni causate dai satelliti più grandi che
rendono instabili anelli con orbite in risonanza con quelle dei satelliti
stessi. Per esempio, il sistema di anelli
B si trova confinato fra due zone corrispondenti
a periodi pari a 1/2
e 1/3 di
quello del satellite [Mimas]
»
(1) Grande Dizionario Enciclopedico
- UTET
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
|
z
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 |
z
il pianeta Saturno:
il grande satellite "Titano"
Foto scattata al suolo: grumi
ghiacciati della
grandezza di un pugno
image credit Huygens |
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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. |
|
z
z
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 |
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