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Aggiornato il 08/05/2021
SATURNO
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Dati fisici:
Riceve dal Sole, assieme a tutti i suoi satelliti, 14,8 W/m2 di energia.
Saturno è molto meno massiccio di Giove, essendo solo di 95 Mt (masse terrestri), ed ha un diametro equatoriale di 120.536 km ed un diametro polare di 108.728 km, con una densità inferiore a quella dell'acqua, pari a 0,687 kg/dm3, ne risulta poi una velocità di fuga di 35,5 km/s.
L'inclinazione del suo asse è di 26.73° rispetto al suo piano orbitale.
Ruota su se stesso in 10h33m38s+1m52s
-1m19s . (Valore aggiornato al 21/01/19).
| Dati fisici | |
|---|---|
| Diametro equatoriale | 120 536 km |
| Diametro polare | 108 728 km |
| Schiacciamento | 0,09796 |
| Superficie | 4,26 × 1016 m² |
| Volume | 8,27 × 1023 m³ |
| Massa | 5,6834 × 1026 kg |
| Densità media | 0,687 × 103 kg/m³ |
| Accelerazione di gravità in superficie | 8,96 m/s² (0,914 g) |
| Velocità di fuga | 35,500 km/s |
| Periodo di rotazione | 0,445 giorni (10h 33min 38s) |
| Velocità di rotazione (all'equatore) | 9 849 m/s |
| Inclinazione assiale | 26,73° |
| A.R. polo nord | 40,59° (2h 42min 21s) |
| Declinazione | 83,54° |
| Temperatura alla sommità delle nubi | 93 K (media) |
| Temperatura superficiale | 82 K (min) 143 K; -130 °C (media) |
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. È classificato come gigante gassoso poiché gli strati esterni sono costituiti prevalentemente da gas e manca di una superficie definita, anche se potrebbe avere un nucleo solido. Saturno appare visibilmente schiacciato ai poli, con i suoi diametri equatoriale e polare (120.536 km e 108.728 km rispettivamente) che differiscono di quasi il 10%. Questa forma è il risultato della sua rapida rotazione e della sua composizione chimica, con la densità più bassa del sistema solare, facile a deformarsi. Anche gli altri pianeti, e i giganti gassosi in particolare, sono deformati in maniera analoga, ma in modo molto meno evidente.
Saturno è anche l'unico pianeta del sistema solare con una densità media inferiore a quella dell'acqua: solo 0,69 kg/dm³. 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. Saturno ha una massa 95 volte quella terrestre, e assieme a Giove compone il 92% della massa planetaria totale del sistema solare.
Parametri orbitali:
Saturno orbita attorno al Sole a una distanza media di 1,427 × 10E9 km, percorrendo una rivoluzione completa in 29,458 anni terrestri. La sua orbita è inclinata di 2,488º rispetto all'eclittica e ha una leggera eccentricità di 0,0560. Alla sua distanza la luce del Sole appare circa 100 volte meno intensa della luce sulla Terra.
| Parametri orbitali | |
|---|---|
| (all'epoca J2000) | |
| Semiasse maggiore | 1 433 530 000 km 9,582 UA |
| Perielio | 1 352 550 000 km 9,02063224 UA |
| Afelio | 1 515 500 000 km 10,05350840 UA |
| Circonferenza orbitale | 8 447 660 938 km 59,879 UA |
| Periodo orbitale | 29,45 anni (10.756,1995 giorni) |
| Periodo sinodico | 378,09 giorni |
| Velocità orbitale | 9,09 km/s (min) 9,68 km/s (media) 10,18 km/s (max) |
| Inclinazione sull'eclittica | 2,485° |
| Eccentricità | 0,0565 |
| Longitudine del nodo ascendente | 113,71504° |
| Argomento del perielio | 92,43194° |
Gli Anelli:
La caratteristica principale di Saturno sono il suo imponente sistema di anelli, visibile anche con un buon binocolo da Terra.
Sono composti da milioni di piccoli oggetti, della grandezza che varia dal micrometro al metro, orbitanti attorno al pianeta sul suo piano equatoriale, e organizzati in un anello piatto. Poiché, come per la Terra, l'asse di rotazione di Saturno è inclinato rispetto al piano orbitale, anche gli anelli risultano inclinati.
Il loro spessore è mediamente pari ad appena 10 metri, oltre c'è il tenue anello E che si estende fino a Titano, infine l'anello di Febe visibile solo nell'infrarosso a circa 10 milioni di km, che ha una diversa inclinazione, come l'orbita del satellite invece del piano equatoriale come per gli altri.
Una ricerca della NASA effettuata nel 2018 in collaborazione con l'osservatorio Keck ha confermato le stime effettuate sulle osservazioni delle due sonde Voyager, in base alle quali il sistema di anelli dovrebbe precipitare completamente entro 300 milioni di anni, a causa della gravità e dell'intenso campo magnetico del pianeta. Osservazioni effettuate con la sonda Cassini sulla precipitazione di materiale presso l'equatore del pianeta stimano l'età degli anelli inferiore ai 100 milioni di anni .
Gli anelli sono divisi in sette fasce, separate da divisioni che sono 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 dall'anello.
Dall'ultimo sorvolo della sonda CASSINI , è stato pubblicata una ricerca dal team di Matthew S. Tiscareno del Seti Institute, in cui ci sono le proprietà spettrali (cioè la composizione chimica) degli anelli principali attorno al gigante gassoso e la loro struttura (cioè il processo che li ha modellati coinvolgendo le diverse masse che orbitano nel sistema saturniano, dalle lune agli impattatori).
Dalle immagini emergono dettagli senza precedenti, come i colori, la chimica e la temperatura risolti attraverso gli anelli D, C, B, la divisione di Cassini, A ed F , in ordine di distanza da Saturno.Da queste strutture composte in prevalenza da ghiaccio d’acqua, i ricercatori possono apprendere molto sui processi e sulle dinamiche attraverso i quali il sistema è evoluto, dalla sua formazione a oggi.
Per la raccolta dei dati spettrali, il gruppo ha utilizzato, tra gli altri strumenti, lo spettrometro Vims, che ha potuto osservare gli anelli con risoluzioni spaziali senza precedenti (fino a 20-30 km per pixel) permettendo di investigare le variazioni di composizione insieme alle immagini ottenute dalla camera (con risoluzione di 3 km per pixel).
In generale abbiamo osservato che gli assorbimenti del ghiaccio d’acqua nell’infrarosso e l'andamento spettrale in luce visibile sono strettamente correlati con la profondità ottica:
- le zone più dense degli anelli appaiono più ricche di ghiaccio d’acqua e di contaminanti, e sono generalmente più fredde.
Due diverse tipologie di contaminanti sono necessarie per modellare gli spettri osservati da Vims:
- la prima, responsabile dell’arrossamento dello spettro visibile è riconducibile a materiali organici (toline e idrocarburi policiclici aromatici) o nanoparticelle di ferro.
- La seconda invece è un assorbitore neutro compatibile con particelle di carbone amorfo o di silicati.
Con gli strumenti della Cassini è stato possibile, inoltre, esaminare da vicino anche i piccoli satelliti pastore, che orbitano tra di essi, come Dafni, nella divisione di Keeler (Fig A e B), e la struttura fisica degli anelli, scoprendone le diverse trame : grumose, lisce e striate (Fig. C).
Gli scienziati hanno osservato che una serie di strutture a strisce da impatto rilevate sull’anello F presentano la stessa lunghezza e lo stesso orientamento, dimostrando che sono state probabilmente causate da un gruppo compatto di impattori che ha colpito l’anello nello stesso momento. Da ciò si evince che gli anelli esterni possano essere stati modellati da flussi di materiale orbitante attorno a Saturno piuttosto che, per esempio, da detriti cometari che si muovono attorno al Sole, come teorizzato in passato.
Le immagini di Cassini hanno infine permesso di osservare in dettaglio le eliche, le tipiche strutture a forma di ''S'' allungata, di circa 1 km di diametro, che sono gli embrioni di accrescimento di nuove piccole lune in formazione all’interno dell’anello A (Fig. D e E).
Questi nuovi dettagli su come le lune scolpiscono gli anelli in vari modi forniscono una finestra sulla formazione stessa del Sistema solare, e considerando che i dischi protoplanetari si evolvono sotto l’influenza delle masse incorporate al loro interno.
LINK:
Close-range remote sensing of Saturn’s rings during Cassini’s ring grazing orbits and grand finale .
VIDEO ANELLI SATURNO:
( Il video è un ulteriore modo di mostrarvi la struttura degli anelli di Saturno, per vederlo cliccate sul triangolino al centro, è un video di Media INAF caricato su YouTube ).
L'Atmosfera
( A lato - Immagine della più lunga tempesta elettrica mai osservata su Saturno dalla sonda Cassini della Nasa ottenuta con la telecamera grandangolare a bordo della sonda il 4 marzo 2008, ad una distanza di circa 1,3 milioni di chilometri dal pianeta. La scala dell’immagine è di 74 chilometri per pixel. Crediti: Nasa / Jpl / Space Science Institute ).
Un approccio per migliorare la comprensione delle atmosfere planetarie, di Saturno in particolare. È quello che due ricercatori della University College London e dell’Università dell’Arizona hanno utilizzato per rilevare le tempeste sul gigante gassoso. Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, fornisce i risultati del primo utilizzo dell’algoritmo PlanetNet, basato sull’intelligenza artificiale. Una nuova tecnica che ha permesso di identificare e mappare le componenti e le caratteristiche delle regioni turbolenti dell’atmosfera del gigante gassoso, fornendo informazioni sui processi che di queste tempeste sono il motore.
La mappa ottenuta dai ricercatori mostra chiaramente le vaste regioni atmosferiche del gigante gassoso colpite dalle tempeste e le nubi scure tempestose contenti materiale spazzato via dagli strati inferiori dell’atmosfera dai forti venti verticali presenti sul pianeta. Ma non è tutto. Analisi precedenti del set di dati avevano rilevato nell’atmosfera tracce di ammoniaca, presente in nubi a forma di ‘S’. La mappa prodotta da PlanetNet mostra che, in effetti, questa caratteristica c’è (vedi la figura indicato con la freccia nell’immagine qui sotto). È la parte prominente di una nuvola di ghiaccio d’ammoniaca più grande, risalita attorno alla tempesta scura centrale. Una risalita simile che è stata identificata dall’algoritmo anche attorno a un’altra piccola tempesta, suggerendo che tale caratteristica sia abbastanza comune. La mappa mostra inoltre pronunciate differenze tra il centro della tempesta e le aree circostanti, segno di una visione chiara nell’atmosfera più calda e profonda.
La ''calda'' atmosfera di Saturno:
Gli strati superiori delle atmosfere dei giganti gassosi – Saturno, Giove, Urano e Nettuno – sono calde, proprio come quelli della Terra. Ma a differenza della Terra, il Sole è troppo lontano da questi pianeti esterni per spiegare le alte temperature che in essi si registrano.
Una nuova analisi dei dati ottenuti dalla sonda spaziale Cassini della Nasa ha trovato una valida spiegazione per ciò che potrebbe mantenere caldi gli strati superiori di Saturno, e forse anche gli strati superiori degli altri giganti gassosi:
- le aurore ai poli nord e sud del pianeta.
Le correnti elettriche, innescate dalle interazioni tra i venti solari e le particelle cariche delle lune di Saturno, accendono bellissime aurore e riscaldano l’atmosfera superiore del pianeta.Dai dati raccolti da Cassini, gli scienziati hanno potuto misurare la densità dell’atmosfera, che ha permesso di dedurne la temperatura. Hanno visto che la densità diminuisce con l’altitudine e la velocità di riduzione dipende dalla temperatura.
Hanno scoperto che le temperature raggiungono il picco vicino alle aurore, indicando che le correnti elettriche aurorali riscaldano l’atmosfera superiore. Infine, misure congiunte di densità e temperatura hanno permesso di valutare le velocità del vento.
Fu proprio durante il Gran Finale che furono raccolti i dati chiave per la nuova mappatura della temperatura dell’atmosfera di Saturno.
Per sei settimane, Cassini prese di mira diverse stelle luminose nelle costellazioni di Orione e del Cane Maggiore, osservandole mentre sorgevano e tramontavano dietro il pianeta gigante e analizzando il modo in cui la loro luce cambiava attraversando l’atmosfera.
Costruendo un quadro completo di come il calore circola nell’atmosfera, gli scienziati sono stati in grado di capire come le correnti elettriche aurorali riscaldano gli strati superiori dell’atmosfera di Saturno e ne guidano i venti.
Il sistema dei venti a livello globale è in grado di distribuire questa energia, che inizialmente si deposita vicino ai poli, verso le regioni equatoriali, riscaldandole a temperature fino a due volte quelle previste dal solo riscaldamento del Sole.
L'Esagono:
All’interno dell’atmosfera di Saturno avviene una grande varietà di fenomeni meteorologici, ma l’esagono è sicuramente uno dei più curiosi, a prescindere dall’amore per le simmetrie. L’esagono è un’incredibile struttura di onde atmosferiche che sembra essere disegnata da un geometra.
E per di più sembra restare statica, ruotando insieme al pianeta senza scomporsi mai.
E' presente solo al polo nord del pianeta.
L'esagono di Saturno è un persistente modello di nuvola esagonale attorno al polo nord del pianeta Saturno, situato sopra i circa 78° N.
I lati dell'esagono sono lunghi circa 14.500 km, che sono più lunghi del diametro della Terra.
L'esagono è largo un po' più di 29.000 km ed è alto 300 km.
Si ritiene che sia una corrente a getto fatta di gas atmosferici che si muove a 320 km/h.
Ruota con un periodo di 10h 39m 24s, lo stesso periodo delle emissioni radio di Saturno dal suo interno. L'esagono non si sposta in longitudine come le altre nuvole nell'atmosfera visibile.
L'esagono di Saturno fu scoperto durante la missione Voyager nel 1981 e fu successivamente rivisitato da Cassini-Huygens nel 2006. Durante la missione Cassini , l'esagono cambiò da un colore prevalentemente blu a più di un colore dorato.(vedi foto a lato).
Una teoria per questo è che la luce solare sta creando foschia mentre il polo nord è esposto alla luce solare a causa del cambio di stagione.
Il polo sud di Saturno non ha un esagono, come verificato dalle osservazioni di Hubble, tuttavia, ha un vortice e c'è anche un vortice all'interno dell'esagono settentrionale.
Un'ipotesi, sviluppata all'Università di Oxford, è che l'esagono si forma dove c'è un ripido gradiente latitudinale nella velocità dei venti atmosferici nell'atmosfera di Saturno.
Simili forme regolari sono state create in laboratorio quando in un serbatoio circolare il particolare liquido è stato ruotato a velocità diverse nel centro e alla periferia.
La forma derivante più comune era a sei lati, ma venivano anche prodotte forme con tre o otto lati.Le forme si creano in un'area di flusso turbolento tra i due diversi corpi fluidi rotanti con velocità diverse. Un certo numero di vortici stabili di dimensioni simili si formano sul lato più lento (sud) del confine del fluido e questi interagiscono tra loro per spaziarsi uniformemente attorno al perimetro.
La presenza dei vortici influenza il confine spostandolo verso nord e questo dà origine all'effetto poligono. I poligoni non si formano ai confini del vento a meno che i parametri di differenziale di velocità e viscosità non siano entro certi margini e difatti non sono presenti in altri punti probabili, come il polo sud di Saturno o i poli di Giove.
Altri ricercatori affermano che gli studi di laboratorio mostrano correnti a vortice , una serie di vortici a spirale non osservati nell'esagono di Saturno. Le simulazioni mostrano che un jet-stream serpeggiante superficiale, lento e localizzato nella stessa direzione delle nuvole prevalenti di Saturno è in grado di abbinare i comportamenti osservati dell'esagono di Saturno con la stessa stabilità al suo contorno.
Lo sviluppo di instabilità barotropica del getto circumpolare esagonale polare nord di Saturno, più il sistema di vortice polare nord (NPV) produce una struttura di lunga durata simile all'esagono osservato. Il vortice polare nord (NPV), quindi, svolge un ruolo dinamico decisivo per stabilizzare i getti esagonali. L'influenza della convezione umida, che è stata recentemente suggerita di essere all'origine del sistema di vortice polare nord di Saturno in letteratura, è studiata nel quadro del modello barotropico rotante di acque poco profonde e non altera le conclusioni.
Nel 2015, la Cassini ha ottenuto immagini in alta risoluzione del lembo del pianeta, osservando cioè la sua atmosfera di taglio, appena sopra l’orizzonte.
In questo modo si sono potuti osservare gli strati di nubi al di sopra dell’esagono distinguendo dettagli spessi solamente uno o due chilometri.
Queste immagini sono state ottenute con vari filtri che hanno permesso di separare le frequenze dall’ultravioletto all’infrarosso.
Tali dati sono poi stati completati con osservazioni di Hubble Space Telescope, che quindici giorni dopo ha osservato l’esagono dall’alto invece che al lembo.
Tale osservazione ha portato a scoprire che l’esagono è fatto a strati: un sistema di almeno sette diversi strati di nebbia che si estende dalle nubi del pianeta fino a più di 300 chilometri di altitudine. Ci sono altri luoghi nel Sistema solare, come Plutone o Titano, che sono coperti da stratificazioni di nebbie, ma mai in maniera così estesa e regolare: ogni strato di nebbia dell’esagono di Saturno è spesso infatti tra i 7 e i 18 chilometri.
Ma lo studio è andato oltre, analizzando la composizione chimica di questi strati. Sembrerebbero essere popolati da particelle grandi appena due micron di idrocarburi come acetilene, propano, propino, diacetilene e, nel caso delle nubi più alte, butano. La cosa affascinante è che questi composti si trovano allo stato ghiacciato, grazie alle gelide temperature di -120°C / -180°C .
Per cercare di dare una spiegazione alla regolarità di questi strati, i ricercatori hanno utilizzato ciò che conosciamo sulla Terra. Probabilmente gli strati sono formati dalla propagazione verticale di onde di gravità, oscillazioni nella densità e nella temperatura dell’atmosfera che avvengono abitualmente anche nella nostra atmosfera.
La struttura interna
Saturno possiede una struttura interna molto simile a quella di Giove e presenta una composizione affine a quella del Sole, essendo costituito per il 75% di idrogeno e il 25% di elio, con tracce d'acqua, metano e 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, dove a densità superiori a 0,01 g/cm3 l'idrogeno diviene liquido.
La temperatura, la pressione e la densità all'interno del pianeta aumentano costantemente spostandosi verso il nucleo, e negli strati più profondi del pianeta, l'idrogeno diviene metallico.
Grazie ai nuovi dati i ricercatori hanno stimato inoltre che il nucleo roccioso del pianeta abbia una massa tra 15 e 18 masse terrestri.
Saturno è fatto a strati, come le cipolle: all’esterno ha un’atmosfera gassosa, perlopiù fatta di idrogeno, ma al suo interno, andando verso il nucleo, le crescenti pressioni e temperature crescenti portano questo gas a comportamenti che qui sulla Terra giudicheremmo inusuali.
Al di sotto dell’atmosfera c’è uno spesso strato di idrogeno molecolare che ne avvolge uno costituito perlopiù di elio. Se si va ancora più a fondo si trova invece il cosiddetto idrogeno metallico, uno stato della materia in cui gli atomi di idrogeno sono così compatti da essere sostanzialmente protoni immersi in un mare di elettroni liberi di muoversi.
Poi c’è il nucleo interno, roccioso e solido.
I dettagli della struttura interna di un gigante gassoso restano tuttavia sempre avvolti nel mistero, perché quello che succede nel cuore di questi mostri planetari, sui quali la materia assume forme e strutture che qui sulla Terra non abbiamo mai visto e che difficilmente possiamo riprodurre in laboratorio, è ben celato e complesso.
Vengono in aiuto le simulazioni computazionali, rese sempre più sofisticate e dettagliate dalla crescente potenza di calcolo disponibile: si impongono alcune caratteristiche iniziali al pianeta virtuale e si osserva se, descrivendone l’evoluzione tramite dei modelli fisici, la simulazione è in grado di riprodurre ciò che osserviamo. Se è in grado di farlo, i modelli descrivono bene la realtà, se non lo è sono probabilmente da scartare o modificare.
Una coppia di ricercatrici della Johns Hopkins University, Chi Yan e Sabine Stanley, ha elaborato delle complesse simulazioni dell’interno e del campo magnetico di Saturno, scoprendone dettagli intriganti. Queste simulazioni hanno utilizzato i dati della sonda Cassini, che dal 1997 al 2017 ha osservato senza sosta il signore degli anelli ottenendo, tra i tantissimi dati, anche molte informazioni riguardo al campo magnetico.
È lo strato di idrogeno metallico il fluido responsabile del campo magnetico di Saturno: per un campo magnetico planetario occorre che sia presente un fluido conduttore in rotazione e l’idrogeno metallico, proprio grazie al mare di elettroni liberi, conduce benissimo. Ma il campo di magnetico di Saturno è particolare tra i pianeti del Sistema solare, perché è quasi perfettamente simmetrico attorno all’asse di rotazione e il polo nord geografico e quello magnetico sono sostanzialmente coincidenti. Le ricercatrici hanno indagato quali ingredienti servissero per produrre il campo magnetico di Saturno nella struttura osservata nei dati di Cassini.
La scoperta più intrigante è la presenza, nello strato di elio che avvolge quello di idrogeno metallico, di una sorta di pioggia di elio liquido che potrebbe influenzare, modificandolo, il campo magnetico saturniano. La temperatura in cima a questo strato, hanno identificato le ricercatrici, è leggermente variabile, più alta all’equatore, più bassa ai poli.
Il campo magnetico
Si origina, come per Giove, nello strato di idrogeno liquido all'interno del pianeta, in cui si producono numerose scariche elettriche, e grazie anche alla elevata velocità di rotazione del pianeta.
Il fattore che spiega la sua debole magnetosfera deriva dal suo orientamento, che è quasi coincidente con l'asse di rotazione del pianeta, con uno scarto di solo 1° (contro i 10° di Giove).
Alcune particolari interazioni dovute alla sua magnetosfera sono state osservate tra i suoi satelliti: una nube, che risulta composta da atomi di idrogeno, va dall'orbita di Titano fino all'orbita di Rea e un disco di plasma, anch'esso questo formato da idrogeno e ioni di ossigeno, che si estende dall'orbita di Teti fino quasi all'orbita di Titano.
I dati raccolti dalla sonda Cassini della Nasa, hanno fornito nuovi indizi sul comportamento di questi elettroni in rapido movimento all’interno delle fasce.
APPOFONDIMENTI:
LEGGI QUI : http://www.media.inaf.it/2018/11/30/fasce-di-saturno/ (Italiano)
https://www.nature.com/articles/s41467-018-07549-4 (Inglese)
STORIA delle OSSERVAZIONI e
delle ESPLORAZIONI di SATURNO
L'osservazione e l'esplorazione di Saturno possono essere suddivise in tre fasi principali.
1) - La prima fase erano le osservazioni antiche ad occhio nudo, prima dell'invenzione dei moderni telescopi .
2) - A partire dal 17° secolo, sono state fatte osservazioni telescopiche progressivamente più avanzate dalla Terra.
3) - La terza fase è la visita di sonde spaziali , in orbita o in volo .
Nel 21 ° secolo, le osservazioni continuano dalla Terra (compresi osservatori in orbita attorno alla Terra come il telescopio spaziale Hubble) e, fino al suo ritiro nel 2017 dalla Cassini in orbita intorno a Saturno.
Antichità:
Saturno è conosciuto fin dalla preistoria e nella storia registrata all'inizio è stato un personaggio importante in varie mitologie. Gli astronomi babilonesi osservavano e registravano sistematicamente i movimenti di Saturno. Nell'antica Grecia, il pianeta era noto come Fonone e in epoca romana era conosciuta come la "stella di Saturno ". In mitologia romana , il pianeta Phainon era sacro a questo dio agricolo, da cui il pianeta prende il nome moderno. I romani consideravano il dio Saturno l'equivalente del dio greco Crono ; in greco moderno, il pianeta conserva il nome Cronus - Κρόνος: Kronos .
Lo scienziato greco Tolomeo basò i suoi calcoli sull'orbita di Saturno su osservazioni fatte mentre era in opposizione . In indù astrologia , ci sono nove oggetti astrologici, noti come Navagrahas .
Saturno è noto come " Shani " e giudica tutti sulla base delle buone e cattive azioni compiute nella vita. L'antica cultura cinese e giapponese ha designato il pianeta Saturno come la "stella della terra" ( 土星 ). Questo si basava su cinque elementi che venivano tradizionalmente utilizzati per classificare gli elementi naturali.
Nell'antico ebraico , Saturno è chiamato "Shabbathai". Il suo angelo è Cassiel . La sua intelligenza o spirito benefico è 'Agȋȇl (in ebraico: אגיאל , romanizzato: 'Agyal), ed il suo spirito più scuro (demone) è Zȃzȇl (in ebraico: זאזל , romanizzato: Zazl). Zazel è stato descritto come un grande angelo , invocato nella magia solomonica, che è "efficace nelle evocazioni dell'amore " .
In turco ottomano , urdu e malese , il nome di Zazel è "Zuhal", derivato dalla lingua araba (arabo : زحل , romanizzato: Zuhal ).
Era delle osservazioni telescopiche:
Il primo astronomo a osservarne la forma peculiare fu Galileo Galilei, 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 evoluti la variazione dell'angolo visuale degli anelli gli mostrò via via aspetti diversi, che lo spinsero a definire '' bizzarro '' il pianeta. Galileo nei suoi schizzi, (riportati qui a lato), ipotizzò varie soluzioni per la forma di Saturno, fra cui anche possibili anelli che erano tangenti la superficie del corpo celeste.
Nei secoli successivi Saturno fu oggetto di studi più approfonditi. Nel 1649 Eustachio Divini, un costruttore di telescopi marchigiano, pubblicò per la prima volta un'illustrazione dettagliata degli anelli di Saturno.
Il teologo cattolico Leone Allacci verso la metà del XVII secolo teorizzò fantasiosamente che gli anelli fossero stati originati dal Santo prepuzio.
Fu solo quando Christiaan Huygens usò un ingrandimento telescopico maggiore che questa nozione fu confutata e gli anelli furono visti per la prima volta.
Huygens scoprì anche la luna di Saturno, Titano, in seguito Giovanni Domenico Cassini scoprì altre quattro lune: Giapeto , Rea , Teti e Dione . Nel 1675, Cassini scoprì il divario negli anelli, ora noto come Divisione Cassini .
Robert Hooke notò le ombre (a e b) proiettate sia dal globo che dagli anelli l'una sull'altra in questo disegno qua sotto di Saturno nel 1666.
La natura "granulare" degli anelli fu dimostrata per via teorica nel 1859 dal fisico scozzese James Clerk Maxwell .
Non furono fatte ulteriori scoperte di significato fino al 1789 quando William Herschel scoprì altre due lune, Mimas ed Encelado . Il satellite Hyperion di forma irregolare , che ha una risonanza con Titano, fu scoperto nel 1848 da una squadra britannica.
Nel 1899 William Henry Pickering scoprì Febe, un satellite altamente irregolare che non ruota in modo sincrono con Saturno come fanno le lune più grandi. Febe è stato il primo di questi satelliti retrogradi a essere scoperto e gli ci vuole più di un anno per orbitare attorno a Saturno in un'orbita retrograda . All'inizio del 20° secolo, la ricerca su Titano portò alla conferma nel 1944 che aveva un'atmosfera molto densa, una caratteristica unica tra le lune del Sistema Solare.
Esplorazione spaziale:
Pioneer 11 - Fece il primo sorvolo di Saturno nel settembre 1979, quando passò entro 20.000 km dalle cime delle nuvole del pianeta. Sono state scattate immagini del pianeta e di alcune delle sue lune, sebbene la loro risoluzione fosse troppo bassa per discernere i dettagli della superficie.La navicella spaziale ha anche studiato gli anelli di Saturno, rivelando il sottile anello a F e il fatto che gli spazi scuri negli anelli sono luminosi quando visti ad alto angolo di fase (verso il Sole), nel senso che contengono materiale fine che diffonde la luce. Inoltre, Pioneer 11 ha misurato la temperatura di Titano.
Voyager 1 e 2
- Nel novembre 1980, la sonda Voyager 1 visitò il sistema di Saturno. Restituì le prime immagini ad alta risoluzione del pianeta, dei suoi anelli e dei suoi satelliti.
Le caratteristiche di superficie di varie lune sono state osservate per la prima volta.
Voyager 1 ha eseguito un sorvolo ravvicinato di Titano, aumentando la conoscenza dell'atmosfera della luna. Ha dimostrato che l'atmosfera di Titano è impenetrabile in lunghezze d'onda visibili; pertanto non sono stati osservati dettagli di superficie. Il flyby ha cambiato la traiettoria del veicolo spaziale fuori dal piano del Sistema Solare.
- Quasi un anno dopo, nell'agosto 1981, Voyager 2 continuò lo studio del sistema di Saturno. Sono state acquisite immagini più ravvicinate delle lune di Saturno, nonché prove di cambiamenti nell'atmosfera e negli anelli. Sfortunatamente, durante il flyby, la piattaforma della telecamera girevole della sonda si è bloccata per un paio di giorni e alcune immagini pianificate sono state perse. La gravità di Saturno fu usata per dirigere la traiettoria del veicolo spaziale verso Urano e poi Nettuno.
Le sonde hanno scoperto e confermato numerosi nuovi satelliti in orbita vicino o all'interno degli anelli del pianeta, così come la piccola divisione di Maxwell (un gap all'interno dell'anello C) e quella di Keeler (un gap di 42 km nell'anello A).
Cassini - La sonda spaziale Cassini-Huygens è entrata in orbita attorno a Saturno il 1° luglio 2004. Nel giugno 2004 ha condotto uno stretto sorvolo di Febe , inviando immagini e dati ad alta risoluzione. Il sorvolo di Cassini sulla più grande luna di Saturno, Titano, catturò immagini radar di grandi laghi e delle loro coste con numerose isole, montagne e fiumi. Cassini ha completato due sovoli di Titano prima di rilasciare la sonda Huygens il 25 dicembre 2004. Huygens è sceso sulla superficie di Titano il 14 gennaio 2005.
A partire dall'inizio del 2005, gli scienziati hanno usato Cassini per rintracciare i fulmini su Saturno. Il potere del lampo è circa 1.000 volte quello del lampo sulla Terra.
Nel 2006, la NASA riferì che Cassini aveva trovato prove di serbatoi di acqua liquida non più di decine di metri sotto la superficie che esplodevano in geyser sulla luna di Saturno Encelado.
Questi getti di particelle ghiacciate vengono emessi in orbita attorno a Saturno dai crepacci nella regione polare meridionale della luna. Oltre 100 geyser sono stati identificati su Encelado. Nel maggio 2011, gli scienziati della NASA hanno riferito che Encelado "sta emergendo come il luogo più abitabile oltre la Terra nel Sistema Solare per la vita come la conosciamo".
Le fotografie di Cassini hanno rivelato un anello planetario non ancora scoperto, fuori dagli anelli principali più luminosi di Saturno e all'interno degli anelli G ed E. Si ipotizza che la fonte di questo anello sia lo schianto di una meteoroide al largo di Giano ed Epimeteo . Nel luglio 2006, sono state restituite immagini dei laghi di idrocarburi vicino al polo nord di Titano, la cui presenza è stata confermata nel gennaio 2007. Nel marzo 2007, sono stati trovati mari di idrocarburi vicino al polo nord, il più grande dei quali ha quasi la dimensione di il Mar Caspio. Nell'ottobre 2006, la sonda ha rilevato una tempesta simile a un ciclone di 8.000 km di diametro sul polo sud di Saturno.
Dal 2004 al 2 novembre 2009, la sonda ha scoperto e confermato otto nuovi satelliti. Nell'aprile 2013 Cassini ha rispedito le immagini di un uragano sul polo nord del pianeta 20 volte più grande di quelli trovati sulla Terra, con venti più veloci di 530 km/h. Il 15 settembre 2017, l'astronave Cassini-Huygens ha eseguito il "Grand Finale" della sua missione: una serie di passaggi attraverso gli spazi tra Saturno e gli anelli interni di Saturno.
L'ingresso in atmosfera di Cassini ha concluso la missione.
Osservazione:
Il momento migliore per osservare Saturno e i suoi anelli è l'opposizione, quando l'elongazione del pianeta è di 180º e Saturno si trova quindi nella parte di cielo opposta al Sole. Saturno appare a occhio nudo nel cielo notturno come un luminoso punto giallastro con una magnitudine apparente solitamente compresa tra 1 e 0. Il suo diametro è troppo piccolo per poterlo percepire e a occhio nudo il pianeta appare sempre come un punto quindi è necessario un telescopio o un binocolo con almeno 30 ingrandimenti per potere distinguere il disco del pianeta e gli anelli. Saturno ha un periodo di rivoluzione di 29,5 anni e circa ogni 15 anni, quando si trova in determinati punti della sua orbita, gli anelli scompaiono brevemente dalla vista poiché vengono a trovarsi perfettamente di taglio visti dalla Terra.
Oltre che dalla distanza dalla Terra la luminosità di Saturno dipende anche dalla posizione degli anelli: se sono orientati in modo favorevole, come avvenne ad esempio nel 2002, sono maggiormente visibili e contribuiscono ad aumentare sensibilmente la luminosità apparente di Saturno.
Talvolta Saturno, come altri corpi del sistema solare che giacciono nei pressi dell'eclittica, è occultato dalla Luna. Nel caso di Saturno il fenomeno ha luogo con determinati cicli: a un periodo di dodici mesi, durante i quali il pianeta viene occultato dodici volte dalla Luna, segue un periodo di circa cinque anni, durante il quale non si verificano occultazioni. Questo succede perché l'orbita della Luna intorno alla Terra è inclinata rispetto all'orbita della Terra attorno al Sole, e solo quando Saturno si trova in corrispondenza del punto dove l'orbita della Luna attraversa il "piano dell'eclittica" avvengono le occultazioni.
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I satelliti:
Sono noti 82 satelliti di cui 3 ancora incerti, ma ne sono stati osservati molti altri (oltre 90, ma la natura di alcuni è contesa sulla differenza tra grossi frammenti ghiacciati degli anelli e corpi satellitari). Due dei quali, Titano e Encelado, mostrano segni di attività geologica, anche se sono in gran parte criovulcani.
Titano è più grande di Mercurio di 270 km circa, ed è l'unico satellite del sistema solare ad avere una atmosfera densa formata da azoto e metano.
I satelliti Lodicei
Il nome ”Sidera Lodoicea” significa stelle di luigi, dal latino Sidus “Stella ” e Lodoiceus, un aggettivo coniato da Lodoicus, una delle varie forme latine del nome francese Louis (che riflette una forma più vecchia, Lodhuwig), in Italiano Lodicei.
Cassini intendeva onorare il nome del re Luigi XIV di Francia, che regnò dal 1643 al 1715, e che era il benefattore di Cassini come patrono dell’Osservatorio di Parigi, di cui Cassini era il direttore.
Sono:
Giapeto, Rea, Dione, Teti. (vedi sotto)
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SCHEDA DEL SISTEMA DI SATURNO:
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