Saturno, il pianeta elegante

by Ivan Berdini on

Saturno è il sesto pianeta in ordine di distanza dal Sole e il secondo più grande del Sistema Solare. È uno dei quattro giganti gassosi del sistema, insieme a Giove, Urano e Nettuno.

Saturn_during_Equinox

By NASA / JPL / Space Science Institute – http://www.ciclops.org/view/5155/Saturn-Four-Years-On http://www.nasa.gov/images/content/365640main_PIA11141_full.jpg http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA11141, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7228953

La caratteristica più evidente del pianeta è lo spettacolare sistema di anelli planetari, il più grande ed esteso del Sistema Solare. Riparleremo degli anelli subito dopo la consueta serie di dati fisici sul pianeta.

Dati fisici

  • Diametro equatoriale 120.536 chilometri;
  • Distanza media dal Sole 1.426.725.412 chilometri;
  • Distanza media dalla Terra (nel punto di minima distanza) 1 miliardo e 200 milioni di chilometri;
  • Periodo orbitale 10.756 giorni, ovvero poco più di 29 anni terrestri;
  • Il periodo di rotazione intorno al suo asse è di 10 ore, 47 minuti e 6 secondi.

Saturno è l’ultimo pianeta visibile a occhio nudo ed è quindi osservato fin dall’antichità. Il primo a osservarne la strana forma fu Galileo Galilei nel 1610 che, a causa della scarsa capacità del telescopio da lui inventato, non riuscì a identificare esattamente gli anelli. In base alle sue osservazioni ipotizzò che il pianeta avesse una forma piuttosto bizzarra. Identificò gli anelli come una sorta di “orecchie” ai lati del pianeta e pensò che fossero due oggetti che gli ruotavano intorno, infatti defini Saturno un pianeta “tricorporeo”. Fu Christiaan Huygens, nel 1655, a intuire la forma anulare degli oggetti scoperti da Galileo, grazie al miglioramento dei telescopi; si deve a lui anche la scoperta del satellite Titano. Il primo a intuire la vera natura degli anelli fu Giovanni Domenico Cassini nel 1675, il quale individuò anche la lacuna che porta il suo nome (suddivisione) all’interno del sistema di anelli. L’ipotesi che gli anelli fossero composti da molti piccoli oggetti fu dimostrata nel 1889 dal fisico James Clerk Maxwell.

Il sistema di anelli

Gli anelli di Saturno in falsi colori (By NASA/JPL/University of Colorado – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA05075, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3222875)

Gli anelli sono formati da un’enorme quantità di piccoli oggetti ghiacciati, le cui dimensioni variano dalla polvere alle utilitarie. Questo insieme di oggetti orbita sul piano equatoriale del pianeta costituendo, per chi osserva da lontano, un unico grande anello piatto. Ci sono sette anelli principali separate da spazi quasi vuoti, il primo inizia a una quota di circa 6.600 chilometri, l’ultima termina a circa 120.000 chilometri. Lo spessore invece è limitato: una decina di metri in media. L’origine degli anelli è ancora incerta, esistono due teorie:

  1. Gli anelli sono ciò che rimane di un grande satellite distrutto dalla collisione con un altro satellite o con una cometa;
  2. Sono ciò che rimane del materiale da cui si è formato Saturno che non è riuscito ad aggregarsi in un unico corpo come la gran parte degli altri satelliti saturniani.

Nessuna delle due teorie però sembra adeguata perché gli anelli così formati dovrebbero essere instabili e sarebbero condannati a precipitare sul pianeta nel giro di pochi milioni di anni; invece gli anelli saturniani sembrano avere miliardi di anni, quindi devono essere stabili. Gli studi per cercare di capire la vera origine del sistema di anelli sono ancora in corso.

Un’atmosfera striata

Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1181461

L’atmosfera del sesto pianeta è formata per il 75% da H e per il 25% da He, più tracce di acqua (H2O), ammoniaca (NH3), metano (CH4) e altri elementi come fosforo (P)e arsenico (As). Sebbene la composizione sia abbastanza simile a quella di Giove, l’atmosfera di Saturno presenta una divisione in bande chiare e scure molto meno evidente e più sfumata, per via della più bassa temperatura atmosferica che fa formare le nubi a quote più basse. Nonostante sembri molto più tranquilla di quella di Giove, l’atmosfera è scossa da cicloni larghi migliaia di chilometri e da venti fortissimi, che all’equatore raggiungono l’incredibile velocità di 1.800 chilometri orari. Molto probabilmente sono i venti più forti del Sistema Solare.

Struttura interna

L’interno del pianeta è molto simile a quello di Giove, ecco uno schema che la illustra, in cui si può vedere anche la Terra per un confronto dimensionale:

Di Andrea Pittalis – Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26516310

Sotto l’atmosfera di estende un oceano di idrogeno liquido con tracce di elio, sotto il quale si trova uno strato di idrogeno metallico, notevolmente meno spesso di quello gioviano. Al centro si dovrebbe trovare un nucleo solido grande più o meno quanto la Terra, formato probabilmente da silicati ferrosi. Anche Saturno genera una forte magnetosfera.

L’esplorazione di Saturno

Spettacolare fotografia scattata dalla sonda Cassini (Di NASA/JPL/Space Science Institute – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08329 (compressed version of http://photojournal.jpl.nasa.gov/tiff/PIA08329.tif), Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1319915)

Saturno è stato raggiunto per la prima volta nel settembre del 1979 dalla NASA Pioneer 11, le immagini più famose però si devono alla NASA Voyager 2, che lo visitò nel 1980; a questa missione si devono tutti i dati conosciuti sul pianeta, sui suoi anelli e satelliti, fino all’arrivo della NASA/ESA/ASI Cassini-Huygens il 1 luglio 2004. La missione Cassini è ancora in corso e sta fornendo un mare di dati utili alla comprensione di questo singolare pianeta.

 

Titano, il satellite gigante

By NASA – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA14602, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44822294

Titano è il più grande satellite naturale di Saturno ed è anche il più famoso. Col suo diametro di 5.150 chilometri è più grande del pianeta Mercurio e fra i satelliti è secondo solo a Ganimede (satellite di Giove e più grande satellite del Sistema Solare) per dimensioni. Vediamolo confrontato con la Terra e con la Luna:

By Apollo 17 Picture of the Whole Earth: NASATelescopic Image of the Full Moon: Gregory H. ReveraImage of Titan: NASA/JPL/Space Science Institute – The Earth seen from Apollo 17.jpgFullMoon2010.jpgTitan in true color.jpg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39083706

La caratteristica più peculiare non sono le dimensioni ma il fatto che sia l’unico satellite del Sistema Solare dotato di una densa atmosfera, che ha impedito lo studio della superficie dalla Terra coi telescopi e ha ostacolato le indagini della Voyager 2.

La superficie di Titano (By ESA/NASA/JPL/University of Arizona – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07232 (direct link), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2410548)

L’atmosfera è composta in gran parte da metano e le condizioni ambientali della superficie (temperatura e pressione) sono vicine al punto triplo di tale idrocarburo, ovvero la temperatura permette l’esistenza del metano sia allo stato solido sia liquido che gassoso (come l’acqua sulla Terra). L’esplorazione della sonda Cassini (il cui lander Huygens è atterrato sulla superfice del satellite il 14 gennaio 2005) ha individuato una superficie priva di grandi rilievi, con depressioni spesso riempite da metano liquido. Nel 2007 è stata resa pubblica la scoperta del mare Kraken, un bacino di idrocarburi liquidi di centinaia di chilometri quadrati di area. Le esplorazioni di Titano e di Saturno sono ancora in corso.

Saturno ha molti altri stelliti, ma nessuno di essi è degno di nota in quanto sono solo grosse rocce piene di crateri da impatto.

Il prossimo articolo di astronomia parlerà di un altro pianeta dotato di anelli: Urano!

Written by: Ivan Berdini

Zoologo, naturalista, divulgatore scientifico e appassionato di fotografia.