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Il pianeta Saturno

Dati Fisici
Diametro Equatoriale: 120.536 km
Polare: 108.728 km
Schiacciamento 0,097962
Masse terrestri 95,16
Densità media 0,69 g/cm3
Gravità 11,62 m/s2
Velocità di fuga 32,26 km/s
Rotazione siderale 0,44401 giorni
Obliquità su eclittica 26,73°
Albedo 0,47
Magnitudine minima -0,5
Temperatura superf. -180°C
Dati Orbitali
Distanza media dal Sole 1.429.502.000 km
Perielio 1.348.605.000 km
Afelio 1.505.804.000 km
Eccentricità 0,054685
Inclinazione su eclittica 2,4867°
Rivoluzione siderale 29,460 anni
Velocità media 9,64 km/s
Rivoluzione sinodica 378,0 giorni
Apogeo 1.201.502.000 km
Perigeo 1.652.787.000 km
Massimo diametro 20,7''
Minimo diametro 15,0''
Satelliti

Saturno ripreso da CassiniSaturno è il sesto pianeta del Sistema Solare in ordine di distanza dal Sole, ed il secondo più grande in termini di dimensioni dopo Giove. E' un pianeta gassoso, e come tale privo di una superficie propriamente detta, caratterizzato da una bassa densità (inferiore a quella dell'acqua, tanto che poggiandolo su un immenso oceano, Saturno galleggerebbe) e dai famosi anelli, che durante le osservazioni lasciarono dubbioso persino Galileo. La posizione degli anelli, infatti, faceva si che Saturno, visto con gli strumenti dell'epoca, apparisse di forma diversa ad ogni osservazione.
La forma di Saturno è molto schiacciata ai poli, caratteristica comune ai pianeti gassosi ma accentuata sul Signore degli Anelli a causa della sua grande velocità di rotazione.
La differenza di diametro tra equatore e poli è di circa il 10%. La distanza media dal Sole è di 1,427 miliardi di chilometri, dati da una rivoluzione che impiega 29,458 anni terrestri ad essere completata. A quella distanza, la luce del Sole giunge con una intensità cento volte minore rispetto a quella percepita dalla Terra.. Inclinazione orbitale di 2,488° rispetto all'eclittica, con una eccentricità dello 0,056.
Gli anelli di Saturno osservati dalla Terra sono due (A e B), intervallati dalla Divisione di Cassini (una striscia nera che divide l'anello A dall'anello B). I viaggi delle sonde, tuttavia, hanno evidenziato altri anelli più deboli. Gli anelli si dispongono in sette fasce tra loro intervallate. Le fasce si dispongono in orizzontale ed hanno uno spessore di non più di 2 Km, mentre sono larghe circa 120mila Km. Il materiale (polveri e ghiaccio) è presente all'interno degli anelli in quantità molto bassa. La loro genesi dovrebbe essere recente, anche se è ancora in discussione. Gli anelli dovrebbero essere formati da detriti: quello che non si capisce è se questi detriti sono il resto di un impatto avuto da Saturno oppure sono il residuo dei materiali con i quali lo stesso Saturno si è formato. Si pensava che gli anelli fossero destinati a scomparire in pochi milioni di anni, ma recenti scoperte dicono che gli anelli ci sono sempre stati, ma sempre diversi: si riformano nel tempo.
  Impossibile stabilire il numero di satelliti di Saturno dal momento che, teoricamente, ogni particella di ghiaccio che compone gli anelli è un satellite. Il satellite più importante è senza dubbio Titano, che possiede (unico nel Sistema Solare) una densa atmosfera. Tutti i satelliti, tranne Febe ed Iperione, ruotano in modo sincrono (mostrano la stessa faccia a Saturno dal momento che rotazione e rivoluzione coincidono). Iperione, in assoluto, è il satellite che diede un forte impulso alla teoria del caos, grazie alla sua rivoluzione estremamente randomica. Una prerogativa di alcuni satelliti di Saturno è data dal fatto che alcuni di questi hanno la stessa orbita ma non si scontrano mai (es.: Teti co-orbita con Telesto e Calipso).
Dubbi sono sempre esistiti sulla durata del giorno su Saturno: precedenti studi ipotizzavano 10 ore 39 minuti e 24 secondi mentre analisi più recenti hanno mostrato una differenza di sei minuti in più. A cosa è dovuta questa differenza? E' risultato che la rotazione di Saturno è variabile in cicli di 25 giorni. Visto che 25 giorni sono il tempo di rotazione del Sole visto da Saturno, ne segue che la rotazione di Saturno è influenzata nel breve periodo dai venti solari e dal campo magnetico solare. Nel lungo periodo, inoltre, potrebbe essere influenzata anche dalle particelle emesse dai geyser di Encelado.
A ciò si aggiunge che la rotazione di Saturno è di tipo differenziale: gli strati superiori equatoriali impiegano 10,233 ore a compiere un giro intorno al proprio asse mentre nucleo e mantello ruotano in 10,675 ore. E' questo un tipo di rotazione classico dei pianeti gassosi e comunque dei corpi non rocciosi, dal momento che anche il Sole possiede una rotazione differenziale intorno al proprio asse.

L'atmosfera del pianeta

L'esagono di Saturno ripreso da CassiniL'atmosfera di Saturno si manifesta sottoforma di fasce di differente colore, esattamente come accade per Giove anche se in maniera molto più sfumata. Soltanto all'equatore le fasce diventano più facilmente individuabili.
Anche su Saturno, come su Giove, esistono tempeste circolari all'interno delle fasce. Saturno condivide con Giove anche altri fattori, come la composizione chimica (75% di idrogeno e 25% di elio unitamente a tracce di acqua, metano, ammoniaca, fosforo, arsenico e roccia). Idrogeno, fosforo ed arsenico sono presenti, tuttavia, in quantità maggiore rispetto alla quantità presente sul pianeta Giove.
La spettroscopia nelle frequenze dell'infrarosso ha rivelato tracce di monossido di carbonio, fosfina, idruro di germanio ed arsina in quantità microscopiche: si tratta di sostanze che normalmente non si combinano con atmosfere basate su idrogeno ed elio, tuttavia potrebbero essersi formate in reazioni chimiche sconosciute e poi spinte verso lo strato superiore dell'atmosfera fino a rendersi visibili spettroscopicamente.
I venti che spazzano Saturno sono fortissimi, soffiando fino a 1800 km/h nelle fasce equatoriali. Anche i cicloni non sono rari, soprattutto nelle zone circumpolari, con dimensioni che arrivano ai 1200 km.

La composizione è molto simile a quella della nebulosa primordiale da cui si è formato il Sistema Solare. Anche all'interno, Saturno è simile al suo più grande vicino Giove: un nucleo roccioso che occupa più o meno 0,2 raggi planetari (più o meno la dimensione della Terra), uno strato di idrogeno metallico liquido ed uno strato di idrogeno molecolare che occupano uno spazio esteso tra 0,2 e 0,5 raggi planetari, accompagnati da diversi tipi di ghiaccio e sottoposti ad una pressione di 3 milioni di atmosfere. Saturno possiede un nucleo molto caldo (circa 12000 K) ed irraggia un'energia superiore di circa due volte a quella che riceve da Sole. La maggior parte di questa energia è generata da una lenta compressione gravitazionale (meccanismo di Kelvin-Helmholtz) e non da un meccanismo di fusione (non è una stella). L'elio, più pesante dell'idrogeno, dovrebbe sprofondare nell'oceano liquido di idrogeno molecolare ed elio, comprimersi e liberare calore che per convenzione migra verso la parte alta dell'atmosfera.

Campo magnetico e aurore polari

Un campo magnetico intorno a Saturno fu scoperto già nel 1979 dalla sonda Pioneer I, per poi essere misurato dalla Voyager a valori simili a quelli del campo magnetico terrestre. Questo campo origina dallo strato di idrogeno liquido all'interno del pianeta, che genera frequenti scariche elettriche, e dalla elevata rotazione planetaria. Con un orientamento molto simile a quello di rotazione, dal quale differisce per meno dell'1%, il campo magnetico si estende per circa 2 milioni di chilometri ed oltre, in direzione opposta al Sole.

Aurora polare su Saturno ripresa dalla sonda CassiniL'interazione tra questa magnetosfera ed il vento solare genera anche su Saturno imponenti aurore polari, fotografate anche dall'Hubble Space Telescope e dalla strumentazione ad infrarosso della sonda Cassini, proprio a dicembre 2008. In realtà, a differenza di quanto avviene per Giove e Terra, la forma delle aurore polari di Saturno non è mai uguale alle aurore finora verificatesi. Il VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) della sonda Cassini, osservando nel vicino infrarosso, ha visto aurore per nulla circolari interessare aree molto vaste della regione polare settentrionale occupando zone che in teoria non dovrebbero essere affatto interessate da questi fenomeni.
Il campo magnetico di Saturno è più debole di quello gioviano quindi le aurore sono dettate principalmente dall'intensità e dalle variazioni del vento solare. L'aurora di dicembre 2008, del tutto nuova per forma e zone interessate, sembra coprire la regione estesa tra gli 82° di latitudine ed il Polo Nord di Saturno. Inoltre, sembra soggetta a cambiamenti che la portano addirittura a sparire e ricomparire nel tempo medio di circa 45 minuti. La motivazione di questa varietà di aurore porta a pensare che ci sono molti fattori che ancora ci sfuggono relativamente alla magnetosfera di Saturno ed alla sua interazione con il vento solare.

Fasce di radiazione di Saturno

Fasce di radiazione di Saturno

Anche Saturno, come la Terra, ha fasce di radiazione composte da particelle estremamente energetiche che si muovono intorno al pianeta a elevate velocità, ma contrariamente alle fasce terrestri quelle di Saturno non sono affatto influenzate dal vento solare bensì dalle lune gassose (Ottobre 2017, Nature - Max Planck Institute for Solar System Research). Le misurazioni a sostegno della tesi sono quelle di MIMI-LEMS a bordo della sonda Cassini, che ha esplorato Saturno per più di tredici anni prima di terminare la missione il 15 settembre 2017. La sonda è riuscita infatti a osservare l'evoluzione delle particelle per tutto un ciclo solare. Le fasce di radiazione di Saturno sono giganti, estendendosi dall'anello più interno fino all'orbita di Tethys per più di 285 mila chilometri nello spazio. La nostra Luna è posta ben al di là del limite delle Fasce di Van Allen mentre le fasce di Saturno abbracciano l'orbita di molte lune, alcune molto grandi come Giano, Mimas e Encelado. Queste lune hanno un ruolo molto evidente sulle fasce di Saturno, bloccando le particelle più energetiche a partire, soprattutto, dai protoni. Questa interazione crea aree totalmente isolate dalle altre. Sulla Terra le fasce hanno origine dal vento solare e dai raggi cosmici, mentre su Saturno le cose sono diverse: il vento solare può portare variazioni nette nella magnetosfera di Saturno ma questa interferenza si blocca all'orbita di Tethys. Non solo: nel primo anno di Cassini, a fronte di una riduzione nell'attività solare le fasce hanno visto una intensità in aumento del tutto inattesa. Una interferenza potrebbe invece provenire dalla radiazione ultravioletta estrema del Sole, che potrebbe scaldare l'atmosfera del pianeta in modo localizzato. La turbolenza che ne deriverebbe potrebbe trasmettere questa informazione alla ionosfera ancorata alla magnetosfera. Come risultato, i protoni nella fascia di radiazione potrebbero reagire in maniera più efficiente del solito. Lungo il viaggio incontrano le lune di Saturno e vengono assorbiti, creando una perdita di energia significativa nella fascia.

I satelliti di Saturno

Il numero di satelliti di Saturno è imprecisato: anche i frammenti di ghiaccio che compongono gli anelli potrebbero essere classificati come satelliti. Le sonde che si sono avvicinate a Saturno hanno scoperto numerosi nuovi satelliti ad ogni avvicinamento, e Cassini sta continuando questo lavoro.

Si possono ipotizzare alcuni gruppi di satelliti, per ora.

I giochi di Prometeo tra gli anelli di SaturnoI satelliti pastori sono

lune orbitanti all'interno oppure nelle zone appena periferiche del sistema di anelli, ed hanno il compito di modellarli, evitando sfumature e quindi dotando gli anelli stessi di bordi netti. Alcuni esempi di questi satelliti sono PanAtlante, PrometeoPandora, Epimeteo e Giano. Il fatto che alcuni satelliti costringano le particelle che compongono gli anelli a seguire certe orbite sollevò anche qualche ilarità, perché adattare la teoria del cane pastore e delle pecore agli anelli di Saturno sembrava un po' azzardato.
Tuttavia le cose stanno proprio così, come dimostrò una immagine del Voyager 2 che ritraeva proprio Pandora e Prometeo a far da guardia al piccolo anello F di Saturno
Prometeo è più interno rispetto ai corpi dell'anello F e quindi ha una velocità maggiore (Terza Legge di Keplero). Quando passa vicino ai corpi dell'anello, esercita una attrazione gravitazionale su di essi trascinandoseli dietro e facendo aumentare la loro velocità. Aumentando la velocità, i corpi aumentano la propria orbita e tendono a spostarsi verso l'esterno ma è qui che incontrano Pandora, più esterna e più lenta, che ne riduce di nuovo la velocità riportandoli ad un'orbita più bassa, quella di prima. E' in questo modo che i pastori tengono a bada i corpi che compongono gli anelli evitandone la dispersione, anche se a dire il vero è stata la sonda Cassini a ridimensionare in seguito il ruolo di Pandora in questo "gioco": i dati della sonda mostrano che la gravità delle due lune insieme riesce a generare gap e addensamenti già visti altrove ma i recenti modelli, avallati dai dati di Cassini, mostrano come sia Prometeo, da solo, a confinare il materiale nel bordo dell'anello F, aiutato dalle particolari caratteristiche della propria orbita. 

 Pandora. Credit NASA/JPL

Pandora. Credit NASA/JPL. Immagine del 14 settembre 2017, da 577 mila chilometri. Scala 3.5 km/px

A Dicembre 2008, la sonda Cassini ha mostrato anche dei frame in cui si nota chiaramente che Prometeo strappa anche materiale all'anello F nel punto di apoasse (punto di maggior lontananza da Saturno e di maggior vicinanza ai corpi dell'anello) creando dei ponti di materia tra l'anello stesso ed il piccolo satellite (Video NASA).

I grandi satelliti interni sono quelli più vicini a Saturno, che orbitano all'interno dell'anello E: Mimante, Encelado, Teti e Dione. Ci sono molti altri satelliti oltre a questi quattro maggiori, che coprono le stesse orbite.

Le lune coorbitanti sono satelliti di tipo troiano, che condividono la stessa orbita intorno a Saturno con un'altra luna occupando i punti lagrangiani, il che garantisce una distanza tale da evitare collisioni ora e per sempre. Ad esempio, Teti condivide l'orbita con Telesto e Calipso, mentre Dione la divide con Elena e Polideuce.

Le grandi lune esterne orbitano oltre l'anello E e sono Rea, Iperione, Titano e Giapeto.

Titano ripreso tra gli anelli di Saturno. Credit NASA/JPLI satelliti di Saturno offrono proprio l'idea di un mini-sistema solare in piena regola, e molti sono interessanti anche dal punto di vista biologico. Titano è un satellite molto grande, l'unico del Sistema Solare dotato di atmosfera e quindi di grandissimo interesse per gli astronomi.

Titano si caratterizza per una struttura superficiale molto particolare, composta da vallate, fiumi e laghi di idrocarburi e un oceano di acqua sotterraneo. I due emisferi appaiono differenti e la motivazione potrebbe risiedere in potentissime tempeste di pioggia, sempre di idrocarburi e non di acqua. Si tratta di fenomeni che erano già noti ma si pensava potessero verificarsi una volta ogni millennio, invece sembra che la frequenza sia annuale (un anno di Titano, quasi trenta anni terrestri), come i monsoni terrestri. Le tempeste più intense producono un piede di pioggia al giorno, come i più potenti uragani terrestri (Harvey nell'estate 2017 a Houston, ad esempio). Proprio queste tempeste forgiano la superficie della luna di Saturno. Vaste dune di sabbia dominano nelle basse latitudini della luna mentre le zone a maggiori latitudini sono dominate da laghi e mari: gli scienziati hanno scoperto che i principali alluvioni si verificano tra 50 e 80° di latitudine, quindi molto più vicini al polo nord  e al polo sud di quanto non lo siano rispetto all'equatore. Queste variazioni nella superficie portano a pensare a motivazioni climatiche, il che sembra avvalorato da simulazioni al computer. Mentre la pioggia tende ad accumularsi nei pressi dei poli, le tempeste più forti si verificano intorno ai 60° di latitudine. A sviluppare queste tempeste sono le differenze tra il clima più prossimo ai poli, umido e freddo, con quello delle basse latitudini, più caldo. (Nature Geoscience, UCLA, 9 Ottobre 2017)

Titano nell'ultimo flyby della sonda Cassini.Già nel 2015 la sonda Cassini immortalò nell'infrarosso su Titano una nube ghiacciata composta da elementi tossici nei pressi del polo sud di Titano. La nube è stata poi analizzata ed è risultata una miscela di acido cianidrico e benzene, condensatisi a formare particelle di ghiaccio con una natura che, fino ad allora, non era mai stata osservata su Titano. Si tratta di un elemento prebiotico essenziale per la vita sulla Terra visto che simili molecole interagiscono a formare polimeri tra i quali la poli-imina, in grado di resistere anche alle temperature del satellite di Saturno. 

ALCUNI STRANI MOVIMENTI
Alcune leggi di movimenti dei corpi trovano in Saturno una degna ed affascinante applicazione, per la quale vale la pena di ricordare la Terza Legge di Keplero, per la quale il quadrato del periodo di rivoluzione dei corpi intorno al fuoco dell'orbita è direttamente proporzionale al cubo del semiasse orbitale.
Giano ed Epimeteo, esterni all'anello F, condividono la stessa orbita, con uno scarto di soli 50 km in termini di lontananza da Saturno. Giano è molto più grande di Epimeteo. Uno dei corpi, quello più vicino a Saturno di 50 km, è più veloce e quindi raggiunge la luna più esterna che viaggia più lenta. Dal momento che le loro dimensioni superano i 50 km che li separano, lo scontro dovrebbe essere cosa certa ma non accade. Durante l'avvicinamento, i due oggetti si influenzano gravitazionalmente. Il corpo più veloce viene reso ancora più veloce dall'attrazione dell'oggetto più lento che lo precede. L'oggetto più lento diventa ancora più lento perché attratto dal corpo che lo segue. Il satellite che acquista velocità, per la Legge di Keplero, allarga la sua orbita mentre il satellite che perde velocità la accorcia rispetto al fuoco. Il satellite che prima era più interno si porta all'esterno per la maggiore velocità, quello che era più esterno si porta all'interno per la riduzione di velocità. Ora, però, il satellite più esterno deve andare più piano di quello più interno sempre per la Terza Legge di Keplero, quindi i due corpi si allontanano di nuovo. Giano ed Epimeteo si scambiano l'orbita ogni quattro anni: a volte è più vicino uno, a volte è più vicino l'altro.

Onde di densità nell'anello B

Onde di densità nell'anello B

A proposito di Giano e Epimeteo, nell'immagine in alto si notano onde di densità Janus 2:1 negli anelli di Saturno, risultanti dallo stesso processo che crea le galassie a spirale ma in scala ridotta. Si tratta dell'unica grande onda di densità visibile nell'anello B di Saturno. L'onda ha origine a 93.233 chilometri di distanza dal pianeta, laddove le particelle orbitano intorno al pianeta con una risonanza di 2:1 rispetto alla luna Janus. L'onda si propaga verso l'esterno creando centinaia di creste, contrariamente a quanto non si verifichi nelle onde dell'anello A. 
Anche se dall'immagine potrebbe sembrare, il piano degli anelli non risulta sollevato nel lato alto a sinistra: si tratta soltanto di prospettiva con la parte più vicina alla camera di ripresa e onde di densità a frequenza minore. 
L'onda è molto evidente per un fattore gravitazionale indotto dalle lune presenti: Janus condivide l'orbita con Epimetheus, scambiandosi la posizione ogni quattro anni circa inducendo variazioni all'anello sotto forma di una nuova cresta. Ogni distanza tra le coppie di creste corrisponde quindi a un intervallo di quattro anni. In questa condizione, le onde visibili nella parte superiore e sinistra dell'immagine corrispondono a swap orbitali  delle due lune risalenti ai tempi del flyby della Voyager, nel 1980, sonde che per prime osservarono che la ipotizzata luna scoperta nel 1966 era in realtà una coppia, data appunto da Janus e Epimetheus.
L'immagine è stata scattata il 4 luglio 2017 da Cassini, da 76 mila chilometri di distanza in scala 530 metri a pixel.
 
Daphnis tra gli anelli di Saturno. Credit NASA/ESA/Cassini
 
Daphnis tra gli anelli di Saturno. Credit NASA/ESA/Cassini
 
Dapnhis, uno dei satelliti più affascinanti di Saturno, si muove tra gli anelli del pianeta generando onde ai bordi del gap scavato tra le autostrate di particelle. L'immagine è di Cassini e risale a Febbraio 2017. La luna ha un diametro di 8 chilometri ma riesce a creare squilibri nell'anello A ai bordi del Keeler Gap. L'immagine mostra tre creste di dimensioni calanti al passaggio della luna. L'immagine è in luce visibile, scattata da 28 mila chilometri dalla luna, scala 168 m/px
 
Encelado, video da CassiniL'oceano salato, sotterraneo, di Encelado acquisisce sempre più importanza: uno studio di Novembre 2017 (Nature Astronomy) mostra come questo oceano possa essere stato caldo per miliardi di anni se, in aggiunta al calore proveniente dalle maree indotte da Saturno, sia presente anche un nucleo altamente poroso. In tali circostanze l'attività idrotermale della luna potrebbe essere molto duratura. I getti, per composizione e spettro, portano a ipotizzare una temperatura dell'acqua di almeno 90°C e in interazione con il nucleo poroso: simili condizioni infatti richiedono una grande sorgente di calore, circa 100 volte superiore a quella attesa dal decadimento radioattivo nelle rocce del nucleo. L'effetto mareale di Saturno dovrebbe essere alle origini delle eruzioni che deformano il guscio ghiacciato di Encelado ma l'energia prodotta da queste frizioni nel ghiaccio, da sola, è troppo debole per controbilanciare la perdita di calore osservata dai getti e l'intero globo sprofonderebbe nel ghiaccio in 30 milioni di anni. Serve quindi altro, visto che la luna è molto attiva. Proprio il nucleo potrebbe avere un ruolo fondamentale nella generazione di energia, soprattutto un nucleo altamente poroso e facilmente permeabile. L'acqua circolerebbe nel nucleo, scaldandosi e quindi risalendo. I modelli sembrano portare effettivamente alla creazione di hot spot polari, esattamente come quello osservato al polo sud di Encelado.
 
Riscaldamento dell'oceano di Encealado
 
Riscaldamento dell'oceano di Encealado
 

Gli anelli di Saturno

La prima cosa che balza agli occhi di Saturno ovviamente sono gli anelli, anche se oggi sappiamo che gli anelli stessi sono una prerogativa di tutti i pianeti gassosi del nostro Sistema Solare. Quelli di Saturno, tuttavia, sono gli unici visibili in maniera netta anche con semplici binocoli.
Gli anelli planetari di Saturno sono composti da milioni di oggetti ghiacciati delle dimensioni massime di un chilometro di diametro, disposti sul piano equatoriale del pianeta. Inizialmente si pensava che gli anelli avessero una continuità e non fossero formati da piccoli elementi granulari, tuttavia già nel 1859 il fisico Maxwell riuscì a dimostrare teoricamente la composizione discreta degli anelli saturniani.
Gli anelli iniziano da una altezza di 6600 chilometri sopra le nubi di Saturno ed arrivano a 120.000 chilometri, con uno spessore di circa 3 chilometri.
Proprio gli anelli fecero sì che Galilei, parlando di Saturno, lo definì bizzarro. A volte visti di taglio, altre volte più visibili, facevano assumere al pianeta una forma sempre diversa. Galileo ci impazzì tanto da lasciarlo stare per un po'. All'inizio, nel 1610, il nostro astronomo individuò per Saturno due corpi laterali che davano al pianeta un aspetto "tricorporeo". L'anno dopo i corpi esterni erano scomparsi, tanto da far credere a Galileo di aver avuto abbagli legati a difetti dell'ottica. Poi apparvero di nuovo ma con forma diversa. Fu Huygens, nel 1659, ad individuare la natura esatta degli anelli.
Ci sono sette fasce di anelli, separate da spazi quasi vuoti occupati e delineati dai satelliti pastori del pianeta.
Non è ancora noto come si siano formati: potrebbero essere il resto di un satellite disintegrato da una cometa oppure il residuo del materiale che ha formato Saturno e che non è riuscito a collassare sul pianeta. Recenti studi parlano di materiale sempre nuovo. gli anelli ci sono sempre ma sono composti sempre da materiale che si rinnova, il che lascia pensare che sia una caratteristica genetica del pianeta gassoso.
Gli anelli vengono chiamati con le lettere dell'alfabeto: inizialmente A era il più esterno e man mano si andava verso l'interno aumentando le lettere. Le scoperte successive hanno avuto il difetto di mescolare le lettere, facendo perdere questa continuità.
 

Nome Distanza dal centro in km Larghezza Note
Anello D 60.000 - 72.600 12.600 Si tratta dell'anello planetario più interno di Saturno, posto all'interno dell'anello C e molto rarefatto.
Divisione di Guerin 72.600 - 73.800 1.200 Spazio vuoto presente tra gli anelli D e C del sistema di anelli planetari di Saturno.
Anello C 73.800 - 92.000 17.500 Con una massa totale di 1,1x1018 kg, è il secondo anello più interno dopo l'anello D. E' noto come anello di garza dal momento che è molto meno luminoso degli altri.
Divisione di Colombo 77.800 - 77.900 100 Dal nome dell'astronomo italiano Giuseppe Colombo, si tratta di uno spazio vuoto posto tra gli anelli C e B di Saturno.
Divisione di Maxwell 87.500 - 87.770 270 Dedicata al fisico James C. Maxwell, si tratta di uno spazio vuoto presente tra gli anelli C e B, contiguo alla divisione di Colombo.
Anello B 92.000 - 117.500 25.500 Con una massa totale di 2,8x1019 kg, è l'anello più brillante insieme all'anello A, al suo esterno. L'anello B si compone di numerosi anelli minori e da regioni con alta densità di polveri, che conferiscono all'anello stesso una forma a raggiera.
Divisione di Cassini 117.500 - 122.200 4.700 Dedicata a Giandomenico Cassini che la scoprì nel 1675, è la separazione posta tra gli anelli B ed A del pianeta Saturno. Si tratta della divisione più famosa, visibile anche attraverso strumentazioni amatoriali. La divisione è dovuta all'influenza gravitazionale di Mimas, che espelle materiale al suo passaggio.
Separazione di Huygens 117.680 285-400 Dedicata a Christiaan Huygens, è uno spazio vuoto tra gli anelli B ed A di Saturno, all'interno della vasta divisione di Cassini.
Anello A 122.200 - 136.800 14,60 Con una massa totale di 6,2x1018 kg, con l'anello B, è il più brillante del pianeta ed è posto all'esterno dell'anello B e della divisione di Cassini. Al suo interno ci sono due regioni povere di materiale: la divisione Encke e la divisione di Keeler.
Divisione di Encke 133.570 - 133.570 325 Spazio vuoto all'interno dell'anello A. La mancanza di materiale in questa zona (non assoluta, ma rarefatta) è dovuta al satellite pastore Pan. All'interno della divisione, la missione Cassini ha rivelato la presenza di un minuscolo anello.
Divisione di Keeler 136.530 35 Spazio vuoto presente all'interno dell'anello A, dovuto al satellite pastore Dafni.
R/2004 S1 137.630 190 ? Designazione temporanea di un anello saturniano, posto tra l'anello A e l'anello F nell'orbita del satellite Atlante. Sottile e poco visibile, è stato scoperto ed annunciato il 9 settembre 2004 sulla base di immagini della sonda Cassini.
R/2004 S2 138.900 ? Designazione temporanea di un anello saturniano, posto tra le orbite di Atlante e Prometeo. Sottile e quasi invisibile, è stato scoperto nel 2005 sulla base di immagini provenienti dalla sonda Cassini.
Anello F 140.210 30-500 Anello esterno di Saturno, è stato scoperto nel 1979 ed è tenuto stabile da due satelliti pastore come Prometeo e Pandora, internamente ed esternamente. La sua struttura si compone di molti piccoli anelli attraversati da noduli, accumuli di materiale o satelliti minuscoli. La luna Prometeo genera canali e raggi sull'anello con le sue interazioni gravitazionali. Il periodo orbitale è di 14h 50m 28s.
Anello G 165.800 - 173.800 8.000 Anello esterno di Saturno, è debole di polveri ed è delimitato da Giano ed Epimeteo. Scoperto nel 1980 dalla Voyager 1, ha un periodo orbitale di 19h 52m 43s ed è composto da particelle con dimensioni che vanno da qualche micrometro a qualche millimetro. Il suo bordo più interno a volte appare più luminoso e questa maggiore luminosità è fatta risalire a scontri di residui ghiacciati che interagiscono con la gravità di Mimas. Il 61° satellite di Saturno, scoperto nel 2009 e con un diametro di circa 1,5 chilometri, è del tutto speciale: risulta centrato in un brillante arco all'interno dell'anello G: proprio il neo-scoperto satellite potrebbe essere il motivo dell'esistenza dell'anello G. Piccoli impatti potrebbero aver sollevato getti di polvere dalla superficie del satellite fino a formare l'anello, distribuitosi lungo il piano orbitale del satellite stesso.
Anello E 180.000-480.000 300.000 Anello più esterno di Saturno, scoperto dalla Voyager 1 nel 1980. E' molto largo, delimitato internamente dal pastore Mimas ed esternamente dall'orbita di Rhea, il satellite con gli anelli. Composto da materiale ghiacciato e polveroso, viene alimentato dal vulcanismo del satellite Encelado, dal quale ottiene anche la salinità proveniente dal presunto mare salato di Encelado.

Ogni anello è tenuto "fermo" da alcuni satelliti, quindi, e per tre decenni è stato pensato che a tenere a bada l'anello A fosse il satellite Giano ma i dati della missione Cassini hanno consentito di osservare il lavoro di ben sette satelliti correlate all'anello. I dati infatti mostrano dapprima che il solo Giano non è sufficiente, per massa, a mantenere l'ordine nell'anello A e così un team della Cornell ha deciso di indagare (Astrophysical Journal, 18 ottobre 2017): il confinamento dell'anello A è condiviso tra Pan, Atlas, Prometeo, Pandora, Epimeteo, Mimas e Giano, che lavorano in team per contenere le particelle nei confini dell'anello. Da qui nascono anche le onde di densità che attraversano l'anello, a causa della risonanza orbitale delle lune che lo contengono. 

Anello A di Saturno, immagine di Cassini. Credit: NASA

Anello A di Saturno, immagine di Cassini. Credit: NASA

Generalità

Con i suoi anelli, Saturno è sicuramente tra i pianeti più ricercati nelle notti di osservazioni planetarie ed è visibile anche ad occhio nudo. Dalla Terra, Saturno si presenta come un luminosissimo corpo celeste di colore giallastro. Saturno, come si potrà immaginare, è il pianeta che induce molte persone ad avvicinarsi a questa passione. La sua visione attraverso l'oculare è in grado di dare forti sensazioni proprio grazie all'imponente sistema di anelli che circonda il globo liscio di Saturno. Qualora si riesca a visualizzare anche la separazione tra il primo ed il secondo anello, la divisione di Cassini, allora vuol dire che è la serata buona per ammirare il signore degli anelli. Le peculiarità osservative sono date dalle macchie chiare che saltuariamente compaiono sulla superficie di Saturno, attraverso le quali è stato possibile in passato stabilire il tempo di rotazione del pianeta.
I satelliti non giocano un gran ruolo osservativo, se non nei periodi in cui il pianeta appare senza anelli. Questi periodi si verificheranno di nuovo nel nel 2025, dopo essersi verificati nel periodo 2009-2010.

Le opposizioni di Saturno

Come per tutte le altre opposizioni, anche quella di Saturno ha le sue peculiarità in grado di rendere ciascuna oposizione diversa dalle altre.
Il periodo sinodico del pianeta è di 378 giorni, il che vuol dire che tra una opposizione e l'altra di Saturno intercorrono 378 giorni. Il periodo sinodico è proprio il tempo che intercorre tra due ritorni di un astro allo stesso meridiano celeste. La durata dipende da due movimenti: il moto di rivoluzione dell'astro che transita ed il moto di rivoluzione della Terra. Se l'astro fosse fermo, si troverebbe allo stesso posto dopo una rivoluzione terrestre ma nel frattempo anche l'astro ha percorso un pezzetto della propria orbita, quindi la Terra deve fare un pezzetto in più per raggiungerlo e lo ritrova qualche giorno dopo, il tempo di raggiungerlo.
Per Saturno il tempo aggiuntivo è in genere di 12 giorni, oltre ai 365 di rivoluzione terrestre. 
Ad ogni passaggio allo stesso meridiano, comunque, l'opposizione si caratterizza per distanza del pianeta dalla Terra e magnitudine, manel caso di Saturno una differenza sostanziale è data anche dall'inclinazione del piano degli anelli rispetto a noi.
 

Data Distanza UA Diametro Magnitudine Costellazione Posizione
14/01/2005 8,07578 20,58'' 0,4 Gemelli
28/01/2006 8,12700 20,45'' 0,5 Cancro
11/02/2007 8,20058 20,27'' 0,5 Leone
25/02/2008 8,29177 20,04'' 0,6 Leone
09/03/2009 8,39463 19,80'' 0,6 Leone
22/03/2010 8,50392 19,54'' 0,7 Vergine
04/04/2011 8,61404 19,29'' 0,7 Vergine
16/04/2012 8,71977 19.06'' 0,8 Vergine
28/04/2013 8,81621 18,85'' 0,8 Bilancia
10/05/2014 8,89965 18,67'' 0,8 Bilancia
23/05/2015 8,96676 18,53'' 0,9 Bilancia
03/06/2016 9,01492 18,44'' 0,9 Ofiuco
15/06/2017 9,04268 18,38'' 0,9 Ofiuco


Come si nota, anno dopo anno l'inclinazione del piano degli anelli di Saturno varia e proprio nel 2009 si è verificato l'equinozio del pianeta rispetto al nostro piano visivo: gli anelli sono stati completamente di taglio ed invisibili da Terra. Ora la visibilità è di nuovo in fase crescente ma occorreranno ancora un paio di anni per riuscire a vederne i dettagli con discreta precisione.

Una immagine del lato non illuminato di Saturno, qualcosa che sarà possibile rivedere soltanto con una futura missione visto che da Terra, per geometria, il pianeta è visibile soltanto dal lato illuminato. L'immagine è stata scattata il 7 giugno 2017, da 1.21 milioni di chilometri di distanza in scala 72 chilometri a pixel. 

Il lato non illuminato di Saturno ripreso da Cassini

Il lato non illuminato di Saturno ripreso da Cassini


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