Ma guardati luna, ma quanto sei bella! Congiunzioni: Saturno

Congiunzioni e occultamenti con il “Signore degli anelli”, il 6° pianeta ed il 2° gigante, distante dal Sole quasi il doppio di Giove

Proseguendo con la Serie sul nostro meraviglioso satellite, la Luna, procedo con gli articoli sul tema “congiunzioni e occultamenti con i pianeti del Sistema Solare“ (Giove e Saturno saranno molto lunghi, per forza di cose, preparati), ma prima consentimi di ripresentarti la velocissima introduzione dell’articolo su Mercurio che è in comune in questa Serie, e ti prometto che sarò quasi istantaneo (se conosci già questa introduzione, salta pure qui).

Nel Sistema Solare ci sono 8 pianeti: i primi quattro sono estremamente diversi dagli altri, nell’aspetto e nella composizione, ma anche nella storia evolutiva e nella formazione, per non parlare del fatto che sono anche i più vicini alla nostra stella.

• Mercurio, Venere, Terra e Marte
  (piccoli e rocciosi)

Caratteristiche:

• densi
• composizione rocciosa
• hanno pochi o nessun satellite
• hanno atmosfere molto varie (da molto dense a rarefatte o assenti) e di conseguenza anche temperature superficiali molto diverse tra loro
• hanno crateri da impatto e placche tettoniche

È per queste differenze che si è di conseguenza deciso di distinguere tra Sistema solare interno ed esterno, con la prima fascia di asteroidi a rappresentarne idealmente la separazione.

Segue una rappresentazione molto semplificata e schematica del Sistema Solare, ma attenzione, devi riflettere bene sul fatto che qui sono rispettate con una certa approssimazione solo le dimensioni relative dei 4 pianeti interni tra loro e quelle dei 4 pianeti esterni tra loro.
Al contrario non sono assolutamente in scala
– le distanze dei pianeti tra loro
– le distanze dei pianeti dal Sole
– l’estensione delle fasce di asteroidi

È tutto molto più lontano e impossibile da rendere in un rettangolo così piccolo, diventerebbero tutti puntini indistinguibili. Guarda infatti queste ulteriori comparazioni di grandezze dove il Sole mostra tutta la sua proporzione gigantesca: se dovessimo riportare qui le distanze anch’esse in proporzioni, distanze davvero notevoli (si parla di milioni e miliardi di km), servirebbe allontanare tutti i corpi così tanto che come puoi immaginare non vedresti praticamente più niente, anche il Sole diventerebbe un puntino luminoso lontano.

• Giove, Saturno, Urano e Nettuno
  (giganti, gassosi o ghiacciati)
  Questi sono gli altri 4 pianeti, i pianeti esterni, mentre fino a qui hai potuto vedere quelli interni

Ormai probabilmente conoscerai questa comparazione da tempo, ma te la ripropongo perché è sempre bene rammentare quanto sono per noi assurde le distanze anche all’interno del nostro piccolo Sistema: già solo la “piccola” distanza tra la Terra e la Luna, appena 384.400 km in media, che è davvero nulla rispetto alle distanze cosmiche ma anche solo rispetto alle distanze del Sistema Solare, ebbene in questa ridicola distanza in effetti possono rientrare tutti i pianeti del Sistema Solare affiancati, e avanzano ancora circa 8.000 km…

Congiunzione
Luna – Saturno

Ora veniamo a noi e all’argomento di questo breve articolo tutto dedicato alla congiunzione tra Luna e Giove nel cielo notturno. Una congiunzione si verifica quando nel cielo notturno due o più corpi celesti appaiono “vicini” l’uno all’altro…

… ma quel “vicino” è solo un’illusione ottica perché in realtà le distanze reali, come ti ho appena spiegato, sono enormi.

Per cercare di farti capire meglio il grande inganno che provocano le distanze in gioco, confronto Luna e Saturno arrotondando per comodità i numeri:

• DIAMETRO
  diametro Luna (3.480 km), diametro Saturno (120.500 km), una differenza enorme…Per facilitarti le cose, ho inserito la comparazione con la Terra nel cui diametro stanno 3,6 Lune, posizionata ben 9,5 volte nel diametro dell’enorme disco di Saturno e quindi totalizzando quasi 35 Lune!
  Ciononostante anche questo incredibile gigante, secondo solo a Giove in quanto a dimensioni, in cielo appare come un punto.

• DISTANZA MEDIA
  distanza media Luna (384.400 km), distanza media Saturno dalla Terra (1 miliardo 434 milioni di km = 9,5 AU; da un minimo di 1,35 ad un massimo di 1,51 miliardi di km), che è 9,5 volte maggiore di quella dal Sole alla Terra (1 AU)
  Rispetto a Giove, si trova ad una distanza QUASI DOPPIA dal Sole!
  Ti chiederai com’è possibile che un pianeta così gigantesco da far sembrare minuscola la Terra, in cielo diventi un piccolo puntino rispetto alla Luna… la spiegazione è che lo devi allontanare più di 3.700 volte, circa 3.730!

La luce di Saturno impiega in media
1 ora e 20 minuti per raggiungerci!
(da minimo 1h 15′ a massimo 1h 23′)

Questa apparente “vicinanza” è quindi proprio una questione di prospettiva, grazie alla quale tu vedi questi corpi celesti più vicini tra loro del solito (in preparazione all’evento astronomico che avverrà 12 giorni dopo, ecco il magnifico scatto dell’08/12/2020 di Kevin Saragozza – foto APOD Nasa – del Faro di Capo Murro di Porco a Siracusa, in Sicilia, mentre la Grande Congiunzione si verificherà il 20/12/2020 tra Giove e Saturno).

Tecnicamente si dice che i corpi condividono la stessa longitudine o ascensione retta o longitudine eclittica, ma come dovresti aver capito questo non è un blog tecnico, quindi ti spiego il concetto in modo più empirico e facilitato. Di solito, la distanza tra i corpi celesti durante una congiunzione, per dirsi tale, varia da 0,5° a 9° (“gradi”).

I GRADI (o “distanze angolari”) sono l’equivalente in cielo dei metri e km (o distanze lineari) per la superficie terrestre. Ma cosa significa? Beh, ti può aiutare sapere che 0,5° è la larghezza media di un disco di luna piena. A 0,1° si parla di “grande congiunzione”.

Per accompagnare qualche altro bellissimo scatto della congiunzione oggetto di questo articolo, ti do un’idea di base di questa misurazione in gradi, che se non sei professionista o non hai ricordi di geometria dalla scuola potrebbe risultarti oscura.

• Nota 1:
  gli oggetti che vedi sulla sfera celeste (cielo) non sono gli oggetti reali che stanno lassù, bensì solo le proiezioni di tali oggetti su questa ipotetica sfera che ci circonda (e questo è tanto più vero poiché uno dei poteri dell’atmosfera terrestre è quello della rifrazione, cioè deviare la luce che proviene dall’oggetto in una posizione diversa da quella reale)

• Nota 2:
  tu che ammiri il cielo stellato, ad occhio nudo non conosci la distanza di quegli oggetti da te osservatore, ma puoi conoscere la distanza appunto delle loro proiezioni sulla sfera celeste: per misurare la distanza tra 2 punti di una sfera basta misurare l’angolo (o arco di circonferenza) tra loro due che ha vertice in te osservatore

• Nota 3:
  nel cielo e in geometria, gli angoli di una circonferenza si misurano in gradi. I gradi sono come le ore, divisi in primi e secondi; ogni grado è suddiviso in 60 primi (d’arco) e ognuno di questi in 60 secondi d’arco. Quando le distanze apparenti lo consentono utilizzi i gradi, ma quando sono troppo piccole devi passare ai sottomultipli citati

Distanze angolari misurate approssimativamente con le mani, a braccio teso:
– mano aperta = 20°
– mano chiusa = 10°
– mano chiusa pollice aperto = 15°
– la luna si nasconde dietro al mignolo (Moon Games)
– diametro del Sole = 30 primi d’arco = 0,5 gradi

Grande Congiunzione
GIOVE-SATURNO
17-21/12/2020

Nella sottostante ottima infografica dell’Osservatorio Astronomico Università di Siena puoi apprezzare e comprendere bene cosa sia una Grande Congiunzione, in questo caso proprio tra i due Giganti del Sistema Solare.

Noi vedremo Giove e Saturno sfiorarsi ma in realtà i due pianeti sono molto distanti tra loro nello spazio:
– dalla Terra, Giove si trova a 886 milioni di km
– Saturno a 1 miliardo e 620 milioni di km…
Tra di loro ci sono 734 milioni di km!

OCCULTAZIONE
di Saturno

Il preciso istante in cui
la Luna occulta Saturno…

Tre scatti superlativi di uno dei bravissimi astrofotografi tra i miei contatti e collaboratori della “Compagnia della Luna”, questi due dall’Argentina (foto di copertina, 31/05/2024, Thierry Legault), apri ciascuna foto per apprezzare al massimo la magia…

… e quest’altro dalla Spagna, un luogo e un tempo diversi, ma la magia è sempre la stessa.

Quel puntino…

Eccolo lì, catturato dalla bravissima Katiuscia Pederneschi, prova a guardare quel puntino con microscopici anelli e pensare che:
– si trova a circa 1,4 miliardi di km, quasi 10 Unità Astronomiche da noi

– la luce ha impiegato circa 1 ora e 20 minuti per arrivare ai tuoi occhi, viaggiando alla colossale velocità di quasi 300.000 km al secondo
– non è esattamente una passeggiata, posto che non è una passeggiata neanche arrivare sulla Luna con una distanza media di 384.000 km che al confronto sembra niente (clicca sul link e vai a guardare qual è la distanza percepita da noi e quale quella invece reale e vedrai che ti stupirà) …

Ora veniamo alle numerose Curiosità che mi auguro tu aspettassi di leggere; spero di farti luccicare gli occhi e saziare la tua fame di conoscenza, di fronte ad un gigante dagli anelli così ipnotizzanti quanto Saturno.

33 curiosità su
SATURNO

Le curiosità sono tante, certo non quanto quelle di Giove, ma Saturno è un degno concorrente, e così ti metto il solito INDICE CLICCABILE che spero tu apprezzi; potrai quindi andare direttamente dove ti interessa, se non vuoi leggere tutto (evidenziati in arancione i GWR Guinness World Records). Alla fine di ogni punto trovi anche la parolina _INDICE per tornare immediatamente qui e scegliere un altro punto:

0 – RISPETTO A GIOVE SI DIFENDE BENE A PRIMATI (GWR)
IL MAGO DELL’ILLUSIONISMO 1^ PARTE
1 – L’INCANTESIMO DEGLI ANELLI – GWR
2 – 6° PIANETA DAL SOLE
3 – QUANDO ARRIVA LA SUA LUCE?
4 – MOLTO MENO MASSICCIO MA SOLO POCO PIU PICCOLO
5 – QUANTO GRANDE RISPETTO A NOI?
6 – MASSA E DENSITA – GWR
7 – MASSA TOTALE + GIOCO “PÉSATI”
8 – GIORNO E ANNO SATURNINO
9 – COSÌ LONTANO, QUINDI PIU FREDDO?
10 – IL 2^ GIGANTE PIU VELOCEMENTE ROTANTE
11a – 7 VOLTE PIU LUNGHE CHE SULLA TERRA
11b – L’INCLINAZIONE AUMENTA
IL MAGO DELL’ILLUSIONISMO 2^ PARTE
12 – L’INCANTESIMO DEGLI ANELLI – GWR
12a – BELLEZZA ASSOLUTA – GWR
12b1) ANELLI quelli che vedono tutti…
12b2) ANELLI … quelli che non vedono tutti…
12b3) ANELLI … e quello che non vede nessuno, che neanche sospetti!
12c) ANELLI come fanno a mantenersi così, a non disgregarsi e a rifornirsi
12d) ANELLI edilizia acrobatica
12e) ANELLI eliche, embrioni di nuove mini-lune
12f) ANELLI opaco/scuro = denso?
12g) SENZA ANELLI possibile?
12h) ANELLI quant’era grande il corpo originale?
12i) ANELLI vita (cosmicamente) breve
12l) ANELLI la vera tragedia è dal 2017
QUI SEI A 1/2 ARTICOLO, COMPLIMENTI
13 – CHIMICA
14 – IDROGENO METALLICO
15 – NUCLEO MISTO E “CONFUSO”
16a – LA BASE DELL’ATMOFERA
16b – TANTA, TANTA, TANTA FOSCHIA
16c – COGLIERE IL MOMENTO GIUSTO
16d – CI VEDI LA SOTTO?
16e – ALTA ATMOSFERA CALDA
16f – MACCHIE COME SU GIOVE
17 – DILUVIO BIBLICO OGNI 30 ANNI
18 – QUANTE MISSIONI
19 – OCEANI?
20 – POCO PIU LENTO MA PIU SCHIACCIATO – GWR
21 – AURORE
22 – RICONNESSIONE MAGNETICA
23 – PRESSIONI – TEMPERATURE
24 – VENTI DA PAURA – GWR
25 – TORNADO – GWR
26 – DOPPIE PRECIPITAZIONI
27 – RAGGI SUGLI ANELLI
28 – CAMPO MAGNETICO – GWR
29 – L’ESAGONO QUASI PERFETTO – GWR
30 – SATELLITI / LUNE PER TUTTI I GUSTI
30a – TITANO TOCHDOWN – GWR
30b – ENCELADO–MIMAS-GIANO-EPIMETEO-DIONE-IPERIONE
IL MAGO DELL’ILLUSIONISMO 3^ PARTE
31 – L’INCANTESIMO DEGLI ANELLI – GWR
32 – LUNE PASTORE la magia
33 – CIAO BAMBINI

Altro pianeta di
Guinness World Record
GWR

• RISPETTO A GIOVE SI DIFENDE BENE A PRIMATI (GWR)
  Diciamo subito che certo Saturno non ha tutti i primati (GWR) che detiene il Re del Sistema Solare, Giove; ciononostante il “Signore degli anelli” può vantare qualche asso nella manica di grande impatto e che lo fa essere fortemente concorrenziale, tanto da essere uno dei pianeti più studiati del nostro amato Sistema:
  – gli anelli più spettacolari
  – il pianeta meno denso
  – il secondo pianeta più veloce a ruotare
  – il secondo giorno più corto
  – il pianeta più schiacciato ai poli e gonfio all’equatore
  – venti più veloci addirittura di Giove
  – un esagono unico e perfetto da decenni
  – il diluvio biblico più puntuale
  – il pianeta con più satelliti
  – la luna più lontana mai visitata con tochdown
  – i satelliti “pastore” e la loro magia
  – il campo magnetico più simmetrico

INDICE

IL MAGO
ILLUSIONISTA
– 1^ parte –

• 1 – L’INCANTESIMO DEGLI ANELLI (GWR)
  
  – Sia al telescopio… –
  Giove sarà pure il Re del Sistema Solare, ma Saturno è il mago incontrastato dell’illusionismo e da centinaia di milioni di anni presenta il suo numero unico, sbalorditivo, imbattibile:
  “L’incantesimo degli anelli”

Da togliere il fiato…
Fa tornare bambini.

Prima, lontano,
sorprende
grandi e piccini,
rendendosi manifesto
con quegli anellini…

INDICE

Distanze:
continuano a tremare le gambe

• 2 – 6° PIANETA DAL SOLE
  Ricordi le cifre?

• La Terra si trova ad 1 Unità Astronomica (150 milioni di km), mentre
• Saturno in media a 9,5 Unità Astronomiche (1,43 miliardi di km)

Con Saturno le distanze si fanno ancora più impressionanti. Ti dicevo che già con Giove dovevi immaginarti di andare ben 5 volte oltre la distanza Sole-Terra (1 AU) e che questa simulazione era già da brividi; ora devi pensare di ripartire da lì e fare una seconda volta lo stesso viaggio che sembra non finire. Rispetto alla singola Unità Astronomica (già di per sé inimmaginabile per le nostre piccole menti) questa distanza risulta sconvolgente.

Se con Marte termina l’area dei pianeti interni rocciosi, molto “vicini” al Sole – relativamente parlando – Mercurio, Venere, Terra e appunto Marte…

… al di là, molto al di là della cintura degli asteroidi inizia quella dei pianeti esterni gassosi o ghiacciati, con distanze da far impallidire (ma tieni sempre ben presente che sono NIENTE rispetto a quelle cosmiche).

Per avere un’idea immediata dei tempi di percorrenza delle sonde (anni!), pensa che:
– la sonda Voyager impiegò “appena” 3 anni e 2 mesi per effettuare il flyby (sorvolo) di Saturno, sfruttando le fionde gravitazionali lungo il percorso e raggiungendo la velocità di oltre 61.000 km/h (17 km/sec)
– la sonda Cassini -Huygens invece, per raggiungere l’orbita di inserimento sfruttando anche lei le fionde gravitazionali con Venere, la Terra, Giove, impiegò ben 6,5 anni

INDICE

Quando guardi Saturno,
lo vedi in tempo reale?

• 3 – QUANDO ARRIVA LA SUA LUCE?

Quella luce che vedi brillare in cielo, è davvero la luce che sta emettendo ora che lo guardi? In altre parole, credi davvero che lo stai guardando in tempo reale?

Mi dispiace deluderti!

Questa fa parte delle grandi incredibili illusioni che la volta celeste ci riserva sempre, se non abbiamo un occhio un minimo allenato. Ti ricordo un punto importante su cui spesso infatti non si riflette abbastanza: la luce di Saturno (riflessa, mi raccomando) impiega circa 1 ora e 20 minuti per raggiungerci, e lo fa schizzando a 300.000 km/sec, cioè coprendo ogni singolo secondo la distanza di 300.000 km…

… quindi quella luce che vedi brillare (ma non la produce Saturno quella luce!) nel momento in cui lo guardi è partita in realtà circa 1 ora e 20 minuti prima, è già “vecchia” di 1 h 20 min, è una luce del passato… immergiti completamente in questa consapevolezza…

Così come:

• la luce del Sole è partita più di 8 minuti fa (con gli occhiali da Sole credi di vederlo in diretta ma non è così e quel caldo che senti sulla pella, infrarossi, ha fatto un lungo viaggio prima di scaldarti!)
• la luce della Luna invece è partita solo poco più di 1 secondo fa (magari questo non ti fa così effetto, ma considera che in quel breve abbondante secondo ha percorso più di 380.000 km!)

INDICE

Dimensioni e Massa

• 4 – MOLTO MENO MASSICCIO MA SOLO POCO PIÚ PICCOLO
  “Nonostante la massa di Saturno non raggiunga il 30% di quella gioviana, il pianeta con gli anelli è solo leggermente più piccolo: l’Idrogeno è una sostanza leggera e altamente comprimibile, quindi una sfera di idrogeno a bassa temperatura con una massa come quella di Saturno possiede un raggio caratteristico indipendente da massa e temperatura, e per questo Giove e Saturno hanno un raggio molto simile di circa 70.000 km” (UAI “Saturno: il pianeta”)

“dimensioni” e “massa”
sono due grandezze diverse

Ti ricordo sempre che “dimensioni” e “massa” sono due grandezze diverse, infatti:
– un corpo può essere molto piccolo ma avere una massa enorme (vedi gli incredibili 20 km di una stella di neutroni ma anche la comparazione tra Terra e una Nana bianca, una stella che può avere la massa del Sole ma racchiusa nelle dimensioni del nostro pianeta)
– così come un altro corpo può essere grande 1,5 volte più del gigante Giove ma avere una massa inspiegabilmente piccola, leggero praticamente come zucchero filato (vedi pianeti “super-puff”)

INDICE

Comparazione
Saturno-Terra

• 5 – QUANTO GRANDE RISPETTO A NOI?
  Per coprire il diametro del gigante servirebbero circa 9,5 Terre messe in fila (l’equivalente di quasi 35 lune), come spero tu abbia apprezzato nell’infografica della prima parte, che qui per comodità ripropongo.

INDICE

Massiccio
solo 95 masse terrestri

• 6 – MASSA E DENSITÁ (GWR)
  Rispetto al nostro minuscolo pianeta, Saturno è più massiccio solo 95 volte (contro le 318 volte di Giove)…

… e la densità media è inferiore a quella di qualsiasi altro corpo del Sistema Solare: solo 0,69 g/cm³ (grammi per centimetro cubo), più o meno quella di un tappo di sughero (UAI). In realtà c’è da considerare che il valore “medio” è dato da densità molto basse nell’atmosfera e densità più elevate all’interno (INSA). La bassa densità unita alla grande velocità di rotazione provocano il forte schiacciamento ai poli

Galleggerebbe in acqua

Come sicuramente avrai già sentito, se ci fosse un mega oceano abbastanza grande da contenerlo, il gigante vi galleggerebbe (tuttavia con questo esempio del galleggiare, non immaginarti un pianeta tranquillo e calmo, perché così non è, è attraversato da tempeste e correnti violentissime).

INDICE

Insieme,
i pesi massimi

• 7 – MASSA TOTALE + GIOCO PÉSATI
  In compenso Giove e Saturno insieme compongono il 92% della massa planetaria totale del Sistema Solare.

GIOCO
“Pésati
nel Sistema Solare”:
la tua massa non cambia,
e stavolta neanche il tuo peso!

Su Saturno (molto meno massiccio di Giove) ti sorprenderesti a pesare solo poco di più, nonostante ti trovi su di un gigante gassoso, come puoi efficacemente vedere sulla speciale bilancia provata da una speciale Tata (qui La Tata Robotica pesa 58,2 kg, e quasi come a farci un dispetto con la testa ha coperto proprio la misurazione sul secondo pianeta gigante, che comunque si aggira sui 60 kg).

Ora pésati

Ci sono diverse tabelle interattive offerte sul web per provare il tuo peso su tutti i pianeti, le lune del Sistema Solare, e anche su alcune stelle: ne ho selezionate 2 molto dirette e immediate, prova a giocarci, considerando che sono “stime” e quindi ci possono essere differenze ma l’idea te la danno. entra nei link, non posso creare qui apposta una di quelle ottime tabelle:

• gcorticelli.it
• exploratium.edo
  in questo link anche schede approfondite per ogni pianeta o luna

INDICE

TEMPO

• 8 – GIORNO E ANNO SATURNINO
  Nonostante le sue gigantesche dimensioni (“gigantesche” per noi, ma ricorda sempre che nell’universo tutto è davvero relativo), di poco inferiori a quelle del fratello maggiore Giove, il fatto di essere un enorme pianeta composto in larga maggioranza di gas e fluidi e con al centro nelle profondità solo un piccolissimo nucleo-zuppa (si presume grande come 15-18 Terre), gli consente di ruotare su se stesso ad una velocità eccezionale (seconda soltanto a quella di Giove), non essendoci niente ad ostacolarlo

Una giornata in
10 ore e 32 minuti

Giornata di poco più lunga di quella su Giove, Napoleone Bonaparte avrebbe apprezzato comunque (vedi nota nell’articolo precedente)
Qui Saturno prende l’argento per il 2° giorno più corto del Sistema Solare; il periodo di rotazione medio di Saturno sul proprio asse è 10,33 ore, ma varia a seconda della quota (nelle profondità, nucleo e mantello in 10,6 ore; negli strati superiori regioni equatoriali 10,2 ore)

1 mese in circa 2,5 anni
1 anno in 29,5 anni

• anche da questo parametro capisci quanto siamo lontani dal Sistema Solare interno, su Giove infatti ricordi che passano 12 anni? Alla distanza dove si trova Saturno, invece, il doppio di quella del Re del Sistema, ci vuole molto di più per rivoluzionare intorno al Sole: in pratica, fa senso realizzarlo, 3 rivoluzioni intorno al Sole equivalgono ad una intera vita umana

INDICE

LONTANANZA
=
FREDDO?
ha la febbre per motivi diversi dal Re

• 9 – COSÍ LONTANO, QUINDI PIÚ FREDDO?
  Il pensiero potrebbe averti attraversato la mente, se sei un po’ a digiuno di astronomia potresti aver pensato: “se è molto più lontano dal Sole, nello spazio profondo del Sistema Solare esterno, allora è sicuramente molto più freddo!”
  Avrebbe una sua logica in un’ottica terrestre, tuttavia non è esattamente così.

Per carità, freddo è freddo,
si cristallizza in pochi secondi,
infatti la temperatura media in atmosfera è
-125° C (148 K, -193° F)

… MA…

Saturno, 2 volte più lontano rispetto a Giove e quindi 4 volte meno luminoso, è ancora in grado di emettere nell’IR (infrarosso) circa il DOPPIO dell’energia ricevuta dal Sole (UAI)

• Com’è possibile?
  Il meccanismo di Kelvin-Helmhotz spiegato per Giove (lenta compressione gravitazionale), da solo qui non basta.
  Questo calore si può spiegare con le correnti elettriche aurorali, che riscaldano gli strati superiori dell’atmosfera (strati che nei giganti sono caldi proprio come sulla Terra, pur non essendo giustificato a tali distanze) e ne guidano i venti: sono poi questi venti a distribuire questa energia dai poli verso le regioni equatoriali, riscaldandole a temperature fino a 2 volte quelle previste dal solo riscaldamento solare.

• c’è anche un altro fattore che dovrebbe contribuire al bilancio energetico della sua atmosfera: internamente l’Elio, più pesante dell’Idrogeno, sprofonda nell’oceano di idrogeno liquido comprimendosi e liberando di conseguenza calore. Il calore prodotto verrebbe trasportato verso l’alto per convezione (lo stesso meccanismo per cui l’acqua di una pentola posta sul fuoco bolle), così le correnti più fredde scendono verso il fondo mentre quelle più calde risalgono verso l’alto. In questo modo il calore prodotto nel suo interno raggiunge il livello corrispondente all’altezza zero dell’atmosfera da cui può sfuggire nello spazio (zsat13.pdf)

INDICE

ROTAZIONE FLASH
e DIFFERENZIATA IN VERTICALE
seconda solo a Giove

• 10 – IL 2^ GIGANTE PIÚ VELOCEMENTE ROTANTE
  il periodo di rotazione medio di Saturno sul proprio asse è 10,33 ore, ma varia a seconda della quota:
  – nelle profondità, nucleo e mantello in 10,6 ore
  – negli strati superiori regioni equatoriali 10,2 ore
  La velocità di rotazione equatoriale è di circa 35.520 km/h: questa, unita alla bassa densità media provocano il forte schiacciamento ai poli.

Essendo infatti un pianeta composto prevalentemente di gas e liquidi, come detto non ruota come un corpo rigido.

INDICE

INCLINAZIONE ASSE (a):
STAGIONI INFINITE

• 11a – 7 VOLTE PIÚ LUNGHE CHE SULLA TERRA
  Saturno, al contrario di Giove, le stagioni le ha eccome, e questo perché il suo asse è inclinato di 26,7° (Terra 23,5°): durano però ben 7 lunghi anni.
  Se da noi ogni stagione dura circa 3 mesi, su Saturno diventa di 21 mesi (sono quasi 2 anni!): immagina che inverno estenuante senza fine… e che che estati da sogno (si fa per dire) …

Nell’ottima animazione sottostante puoi apprezzare, comparate:
– la velocità di rotazione
– il verso di rotazione
– l’inclinazione dell’asse di rotazione
dei pianeti del Sistema Solare, compresi anche i pianeti nani Cerere e il purtroppo declassato Plutone.

INDICE

INCLINAZIONE ASSE (b):
allontanamento satelliti
e risonanza con Nettuno

• 11b – L’INCLINAZIONE AUMENTA
  “Titano e le altre lune si stanno gradualmente e velocemente allontanando dal gigante, e questo allontanamento provoca l’aumento dell’inclinazione, come se lo stessero trascinando in orizzontale. Questo processo non ha causato grandi differenze per 3 miliardi di anni dopo la nascita del gigante, mentre nell’ultimo miliardo il movimento graduale dei satelliti ha finito per innescare la risonanza con Nettuno che continua ancora oggi” (A come Astronomia)

Risonanza
il ripetersi regolare di particolari configurazioni orbitali, e le piccole perturbazioni che questa situazione causa finiscono col crescere a dismisura, un po’ come tante spintarelle che diamo con regolarità ad un’altalena (A come Astronomia)

Per aiutarti a visualizzare meglio, visto che al telescopio li vedi soprattutto come puntini, eccoti una comparazione delle principali lune di Saturno in scala (puoi notare le dimensioni notevoli di Titano, più piccolo solo di Ganimede, e il fatto che è l’unico satellite del Sistema Solare ad avere una interessante densa atmosfera)

Qui invece le lune NON sono in scala, ma almeno puoi vedere meglio la loro superficie e conformazione particolare (alcune lune sono davvero particolari e molto stimolanti, come Mimas che ricorda la Morte Nera in Guerre Stellari e Pan un gigantesco raviolo).

INDICE

IL MAGO
ILLUSIONISTA
– 2^ parte –

• 12 – L’INCANTESIMO DEGLI ANELLI (GWR)
  
  – Sia al telescopio (1^)…
  … che avvicinandosi… –
  Saturno è il mago incontrastato dell’illusionismo e da centinaia di milioni di anni presenta il suo numero unico, sbalorditivo, imbattibile:
  “L’incantesimo degli anelli”

Da togliere il fiato…
Fa tornare bambini.

…poi, da vicino,
il cuore batte più forte
la magia ti trafigge,
le parole vuote e morte…

Guardandoli rapiti,
come non pensare
ai microsolchi di un disco in vinile!

• tuttavia il giradischi che “ascolterà” i solchi di Saturno è speciale: non gira tutto nello stesso verso né ogni settore lo fa con la medesima velocità!

INDICE

ANELLI
a) caratteristiche

• 12a – BELLEZZA ASSOLUTA (GWR)
  Saturno è l’incontrastato Signore degli anelli, indiscutibile, tuttavia sappi che gli anelli sono una caratteristica di tutti i pianeti giganti del Sistema Solare. Eccoti un riassunto in brevi punti delle loro caratteristiche:

• sono formati da:
  – frammenti di comete
  – asteroidi
  – lune distrutte dalle forze mareali
• miliardi di piccoli pezzi di ghiaccio e roccia ricoperti da polvere di silicati (70% ghiaccio d’acqua, 30% rocce)
• tieniti forte, lo spessore medio è di appena 10 metri, sono davvero sottilissimi, mentre le dimensioni vanno:
  – da minuscoli granelli ghiacciati di polvere – micrometri
  – fino al metro
  – tuttavia anche pezzi grandi come una casa
  – in alcuni casi addirittura intere montagne…

Le due foto sottostanti, apparentemente senza alcun legame tra loro, hanno tuttavia qualcosa in comune: la distanza molto simile della fotocamera dall’oggetto astronomico ritratto. A sinistra, la sonda Cassini ha fotografato nel 2009 da 340.000 km quelle vere e proprie montagne i cui picchi, ben distinguibili dalle ombre proiettate sugli anelli alla base, raggiungono 2.500 metri di altitudine sul bordo dell’anello B (credits NASA/JPL/SSI). A destra un magnifico scatto di Maurizio Santonocito che ritrae l’Etna con una splendida luna gibbosa crescente, e anche in questo caso la distanza è di circa 380.000 km.

Qui puoi apprezzare un po’ meglio il dettaglio stupefacente di quelle montagne.

• ogni anello orbita ad una velocità diversa e in modo indipendente attorno al gigante sul suo piano equatoriale, distribuiti su di un anello piatto e inclinati come l’asse di rotazione; visti dalle nuvole sembrano avere colorazione biancastra

• gli anelli sono in realtà formati da centinaia di altri sottili sotto-anelli e da altrettante piccole divisioni (davvero qualcosa di unico ed ipnotico)

• le zone più dense degli anelli appaiono più ricche di ghiaccio d’acqua e di contaminanti, e sono generalmente più fredde

• gli anelli sono molto più riflettenti del disco del pianeta e quindi fanno splendere molto di più Saturno quando si presentano frontalmente, come puoi verificare nel confronto di immagini qui sotto (a sinistra anelli di taglio e Titano in primo piano, a destra anelli frontali – sonda Cassini, credits NASA/JPL/SSI)

• sono divisi in:
  7 fasce (anelli da A a G)
  separate da
  “divisioni”(spazi neri) che sono quasi vuote

Questa organizzazione in “fasce” e “divisioni”, ancora oggi studiata, è complessa e dinamica e i responsabili della modellazione di questi solchi sono lune che orbitano all’interno o subito fuori dall’anello, i “satelliti pastore”.

• se partiamo dalla sommità delle nubi gli anelli iniziano da 6.600 km e gli anelli principali si estendono fino a 137.000 km: in sostanza tra diametro del pianeta gigante (116.000 km) ed estensione da entrambi i lati degli anelli principali (km 137.000 x 2) l’estensione totale supera di poco la media della distanza Terra-Luna (nella mia comparazione sottostante puoi osservare come Saturno con gli anelli principali occupi in pratica la distanza tra il nostro pianeta e il nostro satellite naturale)

• fai attenzione quando leggi l’ordine delle lettere (lo vedi nella comoda animazione sottostante), perché seguono l’ordine di scoperta

• A,B,C gli anelli principali
  (C è semitrasparente, detto “anello scuro” o “crespato” o anche “di garza”)

• D, E, F, G anelli più deboli e scoperti di recente
  D l’unico interno ad A, mentre gli altri esterni

Ma sei sicuro che si
vedono tutti questi anelli?
Qualcosa non quadra…

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ANELLI
b1) quelli che vedono tutti…

• A, B e C sono quelli che riconosci subito e che hanno reso famoso Saturno come il “Signore degli Anelli”
• D è in realtà quasi invisibile perché troppo vicino al gigante e quindi immerso nella sua luminosità, infatti è stato scoperto dopo
• tra A e B la divisione di Cassini, spazio vuoto di 4.700 km
• la divisione nell’anello A, molto più debole, detta divisione di Encke

• lo puoi vedere anche attraverso gli splendidi scatti di tantissimi astrofotografi amatoriali della “Compagnia della Luna”; così appare il Signore degli Anelli con un buon telescopio amatoriale, distingui piuttosto facilmente A, B, C (D come detto si vede con fatica) e l’evidente divisione di Cassini oltre a quella appena percepibile di Encke

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ANELLI
b2) … quelli che non vedono tutti…

• gli anelli F, G ed E invece di solito non li vedi, e solo avvicinandoti come fa una sonda oppure con un potente telescopio terrestre o spaziale diventano distinguibili

“Il Giorno in cui la Terra Sorrise”

• la sonda Cassini il 19/11/2013 entra nell’ombra di Saturno e si gira per realizzare un evento di richiamo mondiale, anticipato da tempo: fotografare il gigante gassoso che eclissa il Sole, quindi avendo una illuminazione straordinaria e particolare che avrebbe consentito di studiare in modo dettagliato strutture, anelli, lune, corpuscoli e anche, di proposito, la Terra. Il nostro pianeta sarebbe stato fotografato da circa 1,4 miliardi di km di distanza, ma questa volta tutti lo sapevamo e non solo potevamo attendere gli scatti ma anche contribuire alla loro realizzazione

• attenzione però, non fraintendere, questa immagine così suggestiva non è uno scatto singolo, bensì il risultato composito di più di 4 ore e mezza di scatti della sonda da una distanza di 1,2 milioni di km dal gigante con un risultato di 141 scatti grandangolari selezionati su 323 totali
• l’inquadratura copre un totale di più di 651.000 km (considera che il diametro di Saturno è più di 116,000 km, mentre le estensioni degli anelli da entrambi i lati fino ad F compreso sono circa 280.000 km per un totale pianeta + anelli principali di quasi 400.000 km)
• e ora finalmente li puoi distinguere bene, gli anelli F (sottilissimo e molto luminoso in questo particolare contesto, altrimenti invisibile), G (debole) ed E (molto molto esteso, oltre l’inquadratura in realtà arrivando fino a 480.000 km dal centro di Saturno e portando quindi il diametro generale a 960.000 km)

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ANELLI
b3) …e quello che non vede nessuno,
che neanche sospetti!

• ANELLO DI PHOEBE
  Il più lontano, gigante, invisibile, retrogrado e super inclinato (si legge “Febe”)

• scoperto nel 2009 grazie al telescopio spaziale Spitzer
• si ritiene sia originato dal satellite Phoebe
• visibile solo nell’infrarosso IR, le particelle non riflettono la luce visibile
• il più grande anello di Saturno, mai osservato prima, enorme e alla periferia del sistema di Saturno

• le particelle ruotano come Phoebe in moto retrogrado, al contrario degli altri anelli interni
• composto di ghiaccio e polvere allo stato di particelle a – 157° C
• composizione anelli in detriti silicati e ghiaccio
• si estende da 6 milioni a 13 milioni di km dal centro del gigante
• ha uno spessore 40 volte il diametro del gigante ma bassa densità
• orbita inclinata di 27° rispetto al piano del sistema dei 7 anelli principali

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ANELLI
c) come fanno a mantenersi così,
a non disgregarsi e anzi a rifornirsi?

• Il materiale degli anelli principali si trova ad una distanza inferiore al limite di Roche e di conseguenza non può condensarsi a formare un satellite (la divisione di Roche, molto vicina al limite di Roche, è una vasta zona scura di 2.600 km alla fine dell’anello A e che lo separa dall’anello F)

• Esistono meccanismi in grado di:
  – impedire agli anelli di disgregarsi
  – “rifornirli” periodicamente di materiale
  Ciononostante queste strutture, fondamentalmente instabili, si dissolveranno in tempi tipici di poche decine o centinaia di milioni di anni (poca cosa rispetto all’età del Sistema Solare, 4,6-4,7 miliardi di anni)

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ANELLI
d) edilizia acrobatica

• 
  ti ricordi le montagne di cui ti ho parlato? È già impressionante pensare che sono sospese nel vuoto e galleggianti, adagiate su questi anelli sottilissimi, oltre a ruotare tutte insieme lungo la propria “autostrada anellare” (del resto il vuoto è un ambiente che per noi esseri umani è davvero difficile se non impossibile immaginare), ma è ancora più strabiliante realizzare “come” si formano:

Probabilmente queste “montagne” sono state create da perturbazioni gravitazionali di piccolissime lune di diametro di un km o poco più, che attraversando quel bordo hanno attirato a sé trascinandoli materiali più esterni, costringendoli a impilarsi gli uni sugli altri (A come Astronomia).

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ANELLI
e) eliche, embrioni di nuove mini-lune

• LE ELICHE
  grazie ad una diversa angolazione di Cassini puoi vedere qui in dettaglio decine delle tipiche strutture a forma di “S” allungata, estese per migliaia di km ma con diametro di circa 1 solo km: sono in realtà gli embrioni di accrescimento di nuove piccole lune in formazione all’interno dell’anello A.

Le eliche (“propeller-shaped gaps”, spazi a forma di elica) scoperte finora sono:
– Santos-Dumont
– Daphnis (che crea un’elica ma è anche un anello)
– Blériot
– Earhart
– Sikorsky
– Post
– Quimby
L’elica che vedi molto bene nello spettacolare scatto sottostante è stata chiamata Louis Bleriot ed è la terza osservata in dettaglio dopo la Santos-Dumont e la Earhart

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ANELLI
f) opaco/scuro = denso?

• INGANNI DELLO SPAZIO
  l’occhio spesso inganna, ma questo è ancora più vero quando siamo nello spazio. Sulla Terra una cosa trasparente in teoria ha meno materiale di una opaca (“un banco di nebbia è molto più opaco di una piscina piena d’acqua trasparente, anche se la piscina è più densa perché contiene molta più acqua” – Phil Nicholson della Cornell University); nello spazio però tutto cambia. Le zone opache degli anelli, scure, contengono più materiale delle aree più trasparenti?

Non è così. Ebbene, la massa complessiva dell’anello B (quello più brillante, assieme all’anello A, ma anche quello più opaco) è inaspettatamente bassa, può avere una massa da 2 a 3 volte inferiore all’anello A, nonostante alcune parti di B siano fino a 10 volte più opache

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SENZA ANELLI
g) possibile?

• MAGIA DI PROSPETTIVA
  Ma certo che è possibile, tuttavia c’è il trucco: ogni 15 anni (dai 13 ai 16 anni circa, 2 volte ogni 29,5 anni) Saturno appare senza anelli, ovviamente è un effetto illusorio di prospettiva, gli anelli sono di taglio (neanche a farlo apposta, avviene proprio nei mesi in cui preparo questo post, novembre 2025)

Ecco uno splendido scatto proprio nel periodo in cui questo post viene elaborato (ottobre 2025), le settimane del ritorno degli anelli di taglio, e qui riporto la poetica descrizione dell’autore stesso (“Compagnia della Luna”) circa questa particolare configurazione:

“Attraverso il suo equatore corre una linea sottile, quasi irreale, il piano degli anelli, ora ridotto a una lama di luce e d’ombra che attraversa il pianeta come l’incisione lasciata da un bisturi cosmico. Quella linea, tanto esile da sembrare un’impercettibile fenditura nel cielo, è in realtà un sistema maestoso… un’arpa di ghiaccio e polveri che circonda il pianeta come una corona di cristallo. Saturno appare come un atto di equilibrio cosmico, sospeso tra la materia e il sogno, tra la geometria e la poesia”

Voglio aggiungere anche questo scatto APOD (Astronomical Picture Of the Day) proprio nei giorni del taglio perfetto, esattamente il 20/11/2025, ma con la sorpresa del transito delle piccole lune ghiacciate Dione e Rhea sul piano degli anelli.

Ah, per il prossimo allineamento di taglio devi aspettare il 2038, mettilo in calendario.

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ANELLI
h) quant’era grande il corpo originale?

• probabilmente ti sembrerà ridicolo e non realistico, visto quanto spazio occupano gli anelli, ma tutto il materiale che li compone, quindi la massa totale contenuta, è equivalente a quella di un corpo del diametro di appena 300 km, non molto inferiore in pratica alle dimensioni di Mimas (circa 380 km), che vedi indicata dalla freccia sotto. Probabilmente avresti scelto una luna più grande come responsabile…

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ANELLI
i) vita (cosmicamente) breve

• COME LACRIME DI PIOGGIA
  spettacolo magnifico ed ipnotizzante che però è cosmicamente recente ed ha un triste destino, cioè vita cosmicamente breve, come ti avevo anticipato: appena 400 milioni di anni.

Nati solo 100 milioni di anni fa, dureranno ancora “soltanto” altri 300 milioni di anni poiché il sistema è destinato a precipitare completamente.

• gli anelli stanno pian piano piovendo sul gigante come lacrime di pioggia, grandine, gelida pioggia polverosa

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ANELLI
l) la vera tragedia è dal 2017

• MAI PIÙ FOTO COSÌ
  Sì, la vera tragedia non è tanto che un giorno spariranno, tanto è per noi un tempo così infinitamente lontano e inarrivabile che neanche ci pensi in realtà; no, è qualcosa di molto più concreto, frustrante e attuale:

“purtroppo non vedremo più immagini simili forse per decenni, poiché l’anno su Saturno dura circa 30 anni terrestri e il prossimo equinozio sarà non prima del 2024, 7 anni dopo la fine della missione Cassini (2017) – Michele Diodati“.

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Sei a 1/2 articolo,
un secondo di pausa,
te lo meriti

Prima di proseguire,
2 immagini particolari:
uno sguardo del Webb all’IR…

… e un Saturno inedito,
azzurro

• Sono stati combinati i dati nell’infrarosso, nel verde e nell’ultravioletto; quelli che vedi non sono gli anelli, ma le loro ombre sull’atmosfera che appare azzurra a causa della maggiore diffusione delle componenti blu della luce del Sole (effetto scattering Rayleigh); i colori sono stati regolati in modo che questo spettacolo sia ciò che realisticamente vedrebbero i tuoi occhi, e gli specialisti hanno giocato sul contrasto per consentire di vedere meglio i dettagli.

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COMPOSIZIONE CHIMICA

Nota bene:
per comodità Idrogeno ed Elio sono riportati con la loro sigla, rispettivamente H ed He

• 13 – CHIMICA
  Come su Giove, anche su Saturno gli elementi più comuni dell’universo, idrogeno ed elio, costituiscono la maggior parte della massa, anche se con differenze nelle percentuali:
  – 75-80% H₂
  – 20-25% He

Per quanto riguarda invece l’atmosfera le percentuali sono diversamente distribuite:
– 96,3% H₂ (idrogeno molecolare)
– 3,3% He
– 0,4% metano (CH₄) e ammoniaca (NH₃) e tracce di elementi pesanti pari a circa 29 masse terrestri (contro le 15 di Giove)

Gli altri elementi, come il carbonio e l’azoto, non si trovano allo stato libero, ma quasi esclusivamente in combinazione con l’idrogeno. Dopo H ed He i gas più abbondanti sono:
– etano (C₂H₆)
– fosfina (PH₃)
– acetilene (C₂H₂)
– acido cianidrico (HCN)
– ossido di carbonio (CO)

In atmosfera si alternano strati di nuvole a differenti quote, composte da:
– cristalli d’ammoniaca (NH₃)
– idrosolfuro d’ammonio (NH₄SH)
– acqua

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Idrogeno
da gassoso a liquido a metallico;
differenza Giove – Saturno

• 14 – IDROGENO METALLICO
  Su Giove e Saturno l’idrogeno passa ben presto ad uno stato liquido e successivamente ad uno stato metallico, quando temperatura e pressione superano rispettivamente:
  – 3.000 K
  e
  – 1,4 milioni di atmosfere
  Ora, mentre su Giove queste condizioni, come hai visto se hai già letto l’articolo, vengono superate ad appena 7.000 km di profondità, su Saturno (che è molto meno compresso) lo fanno a 30.000 km di profondità, bella differenza.

Per comprendere meglio visivamente cosa succede prova ad immaginare questo semplice esercizio, avendo in mano la sfera che rappresenta il gigante:
– quando la comprimi tanto, le soglie di temperatura e pressione si alzano verso la superficie
– quando la comprimi poco (oppure nel nostro caso la rilasci) tali soglie si immergono più in profondità

A sinistra Giove, forte compressione del pianeta, la soglia si innalza (7.000 km); a destra Saturno, compressione molto più leggera rispetto a Giove, la soglia affonda, si inabissa (30.000 km).

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NUCLEO
più che roccioso, una zuppa…
indagini ancora in corso

• 15 – NUCLEO MISTO E “CONFUSO”
  è una “zuppa” di varie sostanze, un miscuglio ondeggiante di ghiaccio, roccia e fluidi metallici, quindi non il solido roccioso che si riteneva (Christopher Mankovich e Jim Fuller del Caltech)
• definito nucleo “confuso” (fuzzy), si estende per circa il 60% del diametro del pianeta, volume quindi più grande del sospettato
• la massa del nucleo è 55 volte quella della Terra, con l’equivalente di 17 masse terrestri composto da roccia e ghiaccio, e il resto da un fluido di idrogeno ed elio

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ATMOSFERA
a) ma se è tutto gas, dove inizia?

• 16a – LA BASE DELL’ATMOSFERA
  Sui pianeti giganti, come si fa a capire dove è la base dell’atmosfera, visto che è tutto (o quasi) gas? Non esiste infatti (come detto anche per Giove) una netta separazione tra le regioni in cui l’H molecolare e l’He passano dallo stato gassoso a quello liquido.

• Si definisce per convenzione una “altezza zero” come quella attorno alla quale la temperatura inverte il suo andamento. Sulla Terra l’inversione termica avviene nella stratosfera dove si trova lo strato dell’ozono (il quale assorbe la radiazione ultravioletta solare), su Saturno invece è il metano ad assorbire la radiazione ultravioletta.

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ATMOSFERA
b) come mai la superficie si vede così poco?
Differenze Giove – Saturno

• 16b – TANTA, TANTA, TANTA FOSCHIA
  Due sono i motivi per cui l’attività atmosferica, al contrario che su Giove, qui non è appariscente e quindi non vedi quelle opere d’arte per cui il Re è tanto famoso:

• 1° – un bilancio energetico più equilibrato
  l’Elio, più pesante dell’Idrogeno, per gravità cade verso il centro del pianeta e sprofondando nell’oceano di Idrogeno liquido si comprime rilasciando calore. A causa di ciò l’atmosfera è impoverita di He e di conseguenza c’è minor energia disponibile rispetto a Giove e attività meno appariscente (più che evidente nella sottostante infografica)

• 2° – temperature globalmente più basse
  – a causa delle più basse temperature prevalenti, le nubi di ghiaccio di ammoniaca, metano e acqua tendono a condensare più in basso nell’atmosfera
  – pochi sistemi di nubi in atmosfera. Si osservano delle fasce parallele all’equatore e macchie ovali di diversa colorazione. I colori sia delle bande che delle macchie, sebbene più sfumati di quelli di Giove, dipendono dalle sostanze presenti nell’atmosfera e dal modo in cui la luce solare ne eccita e dissocia le molecole:
  – colore biancastro (nubi più alte = ammoniaca)
  – colore bruno (più in basso = idrosolfuro di ammoniaca)
  – colore azzurrino (ancora più in basso = acqua)
  – a questo si aggiunge la sovrastante coltre di foschie, spessa circa 70 km, che contribuisce pesantemente all’aspetto meno contrastato dei dettagli

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ATMOSFERA
c) quand’è che riesci a vedere i dettagli?

• 16c – COGLIERE IL MOMENTO GIUSTO
  In generale, l’atmosfera osservabile di Saturno si sviluppa dunque su una profondità maggiore rispetto a quella gioviana, e così vedi meglio le variazioni (bande e dettagli) in atmosfera solo se:
  – sono più alte e vicine alla superficie
  – le foschie si sono diradate in quel momento

• Ciò accade a seconda del momento della stagione (al contrario di Giove, Saturno ha un’asse di rotazione estremamente inclinato e quindi ha le stagioni) e se l’inclinazione degli anelli lo permette

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ATMOSFERA
d) luminoso dallo spazio,
ma sotto le nuvole?

• 16d – CI VEDI LA SOTTO?
  all’inizio probabilmente quei densi strati di foschia (ben 70 km) fanno da diffusori naturali e quindi illuminano in modo diffuso l’ambiente, tuttavia sotto le nuvole, man mano che scendi, la luce del Sole non arriva più, come per Giove, anche se devi scendere più in profondità rispetto al Re

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ATMOSFERA
e) strati superiori caldi come qui sulla Terra
Differenze Giove – Saturno

• 16e – ALTA ATMOSFERA CALDA
  Gli strati superiori delle atmosfere dei giganti gassosi (Saturno, Giove, Urano e Nettuno) sono caldi proprio come quelli sulla Terra, ma a queste distanze tale temperatura non è giustificata (il meccanismo di Kelvin-Helmholtz che andava bene per spiegarlo su Giove – l’atmosfera esterna si raffredda, il pianeta si restringe, aumenta la temperatura – qui non è sufficiente)

• Forse sono le aurore ai poli nord e sud del pianeta a spiegare tale calore.
  Le correnti elettriche aurorali riscaldano gli strati superiori dell’atmosfera e ne guidano i venti, sistema di venti che poi 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 2 volte quelle previste dal solo riscaldamento solare
• oltre a questo potrebbe influire anche la caduta gravitazionale dell’Elio verso il centro del pianeta e che poi torna in superficie compresso e riscaldato per fuggire via nello spazio

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ATMOSFERA
f) anche qui ovali

• 16f – MACCHIE COME SU GIOVE
  Saturno presenta un sistema di macchie analogo a quello del Re del Sistema Solare, tuttavia purtroppo è più difficile individuarle per il minore contrasto cromatico. Sono vortici atmosferici molto stabili e variamente colorati e possono rimanere (come la “Grande Macchia Rossa” di Giove) visibili per anni ed anche probabilmente per secoli:
  – la “Grande Berta” a nord, 10.000 x 6.000 km
  – a sud la “Macchia di Anna” o “Nube Ovale Rossa”, 5.000 x 3.000 km, rossa a causa del fosforo

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DILUVIO BIBLICO
con conto alla rovescia
e
FULMINI
biblici

• 17 – DILUVIO BIBLICO PRECISISSIMO
  Con puntualità svizzera si manifesta ogni 29,5 anni terrestri su Saturno un fenomeno di rara intensità e violenza, un vero e proprio diluvio biblico: nel dicembre 2010 la sonda Cassini vide svilupparsi una estesa formazione biancastra, una gigantesca tempesta elettrica (Grande Macchia Bianca) che si allungò abbracciando tutta la circonferenza fino a sorpassarsi: si tratta di una gigantesca tempesta di nubi di ammoniaca, causata si pensa da enormi quantità di vapore acqueo che erano state intrappolate per anni negli strati bassi dell’atmosfera

• INAUDITA POTENZA
  Ebbene, al suo interno fulmini 10.000 volte più intensi dei nostri e una frequenza martellante e incessante, uno ogni 10 secondi, da non credere

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Come facciamo a sapere
tanto della sua atmosfera?

• 18 – QUANTE MISSIONI
  Anche Saturno, come Giove, è stato visitato da sonde spaziali, anche se in numero minore ma di certo non meno importanti. Anche su Saturno, come per Giove, una sonda è penetrata in atmosfera terminando la sua missione con l‘inevitabile auto-distruzione che è avvenuta entro appena 2 minuti, tuttavia in questo caso:
  – la sonda Cassini-Huygens
  – il 15 settembre 2017
  – in quello che è stato battezzato come il “Gran Finale”
  ha potuto inviare gli ultimi dati solo per quel breve lasso di tempo poiché non progettata per resistere a tante sollecitazioni, attriti, pressioni, temperature (per confronto, su Giove la sonda Galileo ha inviato dati per circa un’ora…)

Qui sotto, come nel post su Giove, ho preparato, per tua comodità, una sintetica presentazione in ordine cronologico delle sonde che hanno sorvolato Saturno a partire dal 1979, e ho aggiunto anche due telescopi (di cui uno ultra-famoso) che hanno dato contributi importanti!

DIDASCALIE DESCRITTIVE GALLERIA SOTTOSTANTE
1 – 09/1979: sonda PIONEER 11, prima missione che ha sorvolato il gigante a 20.000 km di altezza dalle nubi studiando anelli, misurando temperatura di Titano e intensità del campo magnetico, ma immagini a bassa risoluzione – courtesy NASA
2 – 11/1980: sonda VOYAGER 1 immagini ad alta risoluzione fino a 100 km, scoperta atmosfera su Titano
2 – 08/1981: sonda VOYAGER 2 immagini ancora più ravvicinate dei satelliti, evidenza di cambiamenti negli anelli, scoperta delle divisioni di Maxwell e Keeler, studiate temperature e densità ed usata la gravità di Saturno per dirigere la sonda verso Urano
3 – 1978-1996: telescopio spaziale International Ultraviolet Explorer (IUE), il primo progettato principalmente per osservazioni astronomiche nella luce ultravioletta, con un programma di missione triennale e tuttavia rimasto in servizio per ben 18 anni. Collaborazione NASA-britannico Science Research Council-Agenzia Spaziale Europea (ESA)

4 – 2004-2017: sonda CASSINI-HUYGENS ha completato 294 orbite inviando immagini stupefacenti fino alla programmata auto-distruzione tramite caduta in atmosfera il 15/09/2017 nel Gran Finale in cui si è tuffata tra gli anelli di Saturno, immergendosi nella sua atmosfera superiore; immagini ad alta risoluzione di Febe, enorme quantità di dati su atmosfera e superficie di Titano dove la sonda Huygens è atterrata il 14/01/2005; osservati i primi geyser sulla superficie ghiacciata di Encelado, scoperto l’anello di Febe, osservato tempeste nell’atmosfera di Saturno come la ricorrente Grande Macchia Bianca. Missione prorogata 2 volte.
5 – 2014-2024: telescopio spaziale HUBBLE (NASA/ESA) ha condotto uno studio approfondito dei pianeti giganti esterni del Sistema Solare attraverso il programma OPAL, con l’obiettivo di ottenere osservazioni di lungo termine su Giove, Saturno, Urano e Nettuno, comprenderne le dinamiche e l’evoluzione atmosferica monitorando fenomeni atmosferici come il colore delle nubi, l’attività meteorologica e i movimenti atmosferici.
6 – 25/06/2023: telescopio spaziale JWST (JAMES WEBB), in orbita solare sincrona con la Terra a ben 1,5 milioni di km di distanza (punto L2), frutto di collaborazione NASA/ESA/CSA, lanciato il 25/12/2021, osserva nell’infrarosso il Signore degli Anelli
7 – partenza 2027, arrivo nella regione Shangri-La nel 2034: drone DRAGONFLY, missione programmata per esplorare l’interessantissimo satellite Titano con la sua chimica molto complessa, alla ricerca di acqua liquida esistita in passato

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OCEANI
sotto quella massa gassosa

19 – OCEANI?
Diciamo che probabilmente è più facile trovare oceani sotto le croste delle lune di Saturno piuttosto che dentro il gigante, visto che sotto la sua atmosfera (regno ricco di misteri e a tutt’oggi oggetto continuo di ricerche) è più probabile trovare strati di fluidi super-critici (caratteristiche intermedie tra quelle di un liquido (bassa densità) e quelle di un gas (bassa viscosità) e quindi non si può parlare di oceani per come li conosciamo noi.

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ARGENTO in rotazione
ORO in schiacciamento

• 20 – POCO PIÚ LENTO MA PIÚ SCHIACCIATO (GWR)
  Lo schiacciamento polare e il rigonfiamento equatoriale sono notevoli e addirittura superiori a quelli di Giove, ed è dovuto alla veloce rotazione attorno al proprio asse oltre alla densità media molto bassa di Saturno che ne facilità la deformazione: il diametro equatoriale e quello polare differiscono di quasi il 10%, 120.536 km contro 110.446 km

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AURORE
Differenza Giove – Saturno

• 21 – AURORE
  come appena detto, non sono influenzate dal vento solare, come su Giove, ma causate da una combinazione di:
  – particelle espulse dalle lune (Encelado)
  – rapida velocità di rotazione del campo magnetico del gigante
  – vortici di VENTI VELOCI in alta quota (termosfera) che possono generare spettacolari aurore ai poli, con venti nella ionosfera che soffiano a velocità tra 0,3 e 3 chilometri al secondo (1.000-10.000 km/h); l’unico tra i pianeti del Sistema Solare (GWR)

• le correnti elettriche aurorali riscaldano gli strati superiori dell’atmosfera e ne guidano i venti…

• …il sistema dei venti a livello globale distribuisce poi questa energia, che inizialmente si deposita vicino ai poli, verso le regioni equatoriali, riscaldandole a temperature fino a 2 volte quelle previste dal solo riscaldamento solare

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fenomeno che facilita
le aurore ai poli

• 22 – RICONNESSIONE MAGNETICA
  Questo fenomeno (fai un salto veloce alla riconnessione magnetica, post che avevo dedicato all’argomento, se ti interessa approfondire e capire di cosa si tratta) è un processo fisico che può collegare campi magnetici tra il vento solare e la magnetosfera planetaria al loro confine, nota come magnetopausa, con possibile trasferimento dell’energia alle particelle cariche che vengono accelerate. Quando accade, da un lato può innescare il bellissimo spettacolo dell’aurora polare, dall’altro, può disturbare i segnali Gps, danneggiare i satelliti o persino le reti elettriche sulla Terra

• la riconnessione può avvenire anche sul lato diurno di Saturno, all’interno della magnetosfera del pianeta

• Saturno e relativa magnetosfera ruotano interagendo costantemente con gli anelli e le lune, in particolare con il plasma della gelida luna attiva Encelado: l’attività crio-vulcanica di questa luna espelle un sacco di vapore acqueo e piccoli granelli di polvere ghiacciata, e quando quest’acqua viene ionizzata riempie la magnetosfera di Saturno con ioni pesanti che interagiscono con le linee del campo magnetico rotante. Quando queste linee cambiano configurazione, durante un evento di riconnessione, per esempio, questo plasma viene rilasciato e accelerato

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Sarà anche meno compresso,
ma meglio evitare

• 23 – PRESSIONI – TEMPERATURE
  – la temperatura media delle nubi è -125° C (148 K, -193° F)
  – la pressione atmosferica 1,4 bars
  –gravità di poco superiore a quella terrestre

• + 200 km sopra “zero” / 150 K (-123° C, -189° F, mesosfera, assorbimento radiazione solare)
• + 110 km sopra “zero” / 100 k (-173° C, -279° F)
• 0 km (in superficie/zero) / 1 bar / 140 K (-133° C, -207° F)
• – 300 km / 2-10 bars / da 100 K a 300 K (da -173°C a 26° C, da -279° F a 80° F: fonti energetiche interne e venti violenti)
• nel mantello di Idrogeno metallico
  – 30.000 km / 2 Mbars / 8.000 K (tutto l’ambiente brilla)
• sopra il nucleo “confuso” e zuppa
  – 40-45.000 km / 8-10 Mbars / 12-14.000 K

Ricordi il batiscafo che abbiamo usato per Giove per scendere in quell’inferno? Ecco, qui sicuramente avremmo vita più facile, potremmo scendere molto più in profondità, qualche migliaio di km, e probabilmente potremmo vedere anche quel famoso “fluido supercritico” che non è possibile simulare sulla Terra.

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VENTI ULTRASONICI

• 24 – VENTI DA PAURA (GWR)
  Avevo messo GWR anche a Giove perché in effetti si tratta di venti spaventosi, ma Saturno lo batte decisamente (anche se il vero titolare del Guinness è Nettuno). Lo strato più esterno gassoso è sferzato con tempeste potenti e superiori in intensità al gigante Giove (venti a 1.800 km/h = 500 m/s) nella regione equatoriale (5 volte più degli uragani terrestri più potenti), inoltre forti venti verticali.

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TORNADO
micro-dimostrazione
della potenza
dei venti di Saturno
sulla Terra

• 25 – TORNADO (GWR)
  Guarda il filmato impressionante qui sotto, con particolare attenzione al minuto 2:50 dove puoi facilmente avere idea della velocità e potenza micidiale: questo esempio l’ho usato anche per Giove, tuttavia rifletti sul fatto che qui, il Signore degli Anelli, può vantare un Guinness rispetto al Re del Sistema Solare, poiché i suoi venti lo battono in velocità

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DOPPIE PRECIPITAZIONI
pioggia anulare esterna
+
pioggia interna HIL

• 26 – DOPPIE PRECIPITAZIONI
  PIOGGIA ESTERNA
  dall’anello più interno del pianeta nasce un curioso fenomeno chiamato “pioggia anulare“, una vera e propria pioggia di detriti e particelle organiche che precipita ad alta velocità contro l’atmosfera di Saturno; durante questo ‘acquazzone’ parte delle particelle si elettrifica e cade, seguendo le linee del campo magnetico del pianeta. (immagini animazione artistica dal video di Media Inaf)

Gli anelli stanno pian piano piovendo sul gigante come lacrime di pioggia

“i dettagli della struttura interna di un gigante gassoso restano sempre avvolti nel mistero, ben celati e complessi, perché la materia assume forme e strutture mai viste e difficilmente riproducibili in laboratorio: corrono in aiuto allora le simulazioni computazionali, sempre più sofisticate e dettagliate dalla crescente potenza di calcolo disponibile (Luca Nardi)”

• PIOGGIA INTERNA
  nello strato di Elio HIL, la “pioggia di He” liquido potrebbe influenzare, modificandolo, il campo magnetico, oltre a contribuire, con il calore rilasciato, al bilancio energetico della sua atmosfera (UAI)

“questo strato HIL è un fluido supercritico (caratteristiche intermedie tra quelle di un liquido (bassa densità) e quelle di un gas (bassa viscosità)), ma l’He non si dissolve in Idrogeno, rimanendo invece separato (come olio nell’acqua). Qui l’He “piove” molto lentamente attraverso l’H fluido; questa pioggia considera che può avvenire solo a pressioni di circa 1 milione di bars. L’He forma bolle all’interno dell’H metallico, ricadendo più in profondità verso il centro del gigante (Barbara Bubbi)”

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RING SPOKES
la “stagione dei raggi”

• 27 – RAGGI SUGLI ANELLI
  raggi scuri transitori nei suoi anelli, fenomeni transitori che si spostano e ruotano insieme agli anelli, persistono solo per 2 o 3 rotazioni attorno al pianeta, dopodiché si dissolvono. Il programma Outer Planets Atmosfpheres Legacy (OPAL) di Hubble monitora annualmente i cambiamenti meteorologici di tutti e quattro i pianeti gassosi e ha catturato anche questo fenomeno.

• Cosa dici? Si vede poco? Sì, hai ragione anche tu, si fa fatica a distinguere di cosa parliamo, allora ti servo subito, da quest’altra immagine capisci meglio com’è il fenomeno, fotografato per la prima volta dalla Voyager 2 nel lontano 22 agosto 1981 quando si trovava a 4 milioni di km di distanza dal gigante

• si suppone siano delle “tempeste” di polveri originate dagli urti delle particelle che hanno velocità diverse (attenzione, non immaginare “tempesta” come fenomeno con venti forti, perché qui non ce ne sono, è un fenomeno magnetico); sembrerebbero legati alle stagioni in quanto scompaiono nel periodo da metà inverno a metà estate e riappaiono vicino agli equinozi

Certe zone degli anelli diffondono la luce meglio di quanto non la riflettono, e in tali zone sono diffuse particelle di dimensioni micrometriche o sub-micrometriche che, caricate elettricamente, possono in qualche caso essere sollevate al di sopra del piano degli anelli da potenti campi magnetici dando origine proprio a queste configurazioni radiali (UAI)

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MAGNETOSFERA
il più simmetrico

• 28 – CAMPO MAGNETICO (GWR)
  Per ottenere un campo magnetico planetario serve un fluido conduttore in rotazione e l’idrogeno metallico, proprio grazie al mare di elettroni liberi, conduce benissimo: come per Giove, anche su Saturno è quindi il fluido responsabile del campo magnetico (e, come visto poco fa, c’è anche l’influenza dello strato HIL):
• il campo magnetico di Saturno è tuttavia particolare tra i pianeti del Sistema Solare, perché è quasi perfettamente simmetrico (GWR) attorno all’asse di rotazione e il polo nord geografico e quello magnetico sono sostanzialmente coincidenti

• Fasce di radiazioni: come per altri pianeti compresa la Terra (ne ho parlato abbondantemente qui), una quantità di particelle cariche restano intrappolate nel campo magnetico e disposte in regioni a forma di ciambella attorno al gigante

• intensità all’equatore 0,2 gauss (1/20 di quella di Giove), poco più debole di quella terrestre
• la magnetosfera è debole a causa del suo orientamento, quasi coincidente con l’asse di rotazione (mentre per Giove era assai più asimmetrico, 10° contro qui 1°)
• particolari interazioni:
  – Titano (l’unico dei satelliti di Saturno ad avere un’atmosfera) emette molecole che interagiscono con le particelle del vento solare creando una ciambella di idrogeno che si estende per circa 700 km dalla sua orbita fino a raggiungere quella di Rhea
  – un disco di plasma di H e ioni di O si estende dall’orbita di Teti fino quasi a quella di Titano
• il campo magnetico di Saturno interagisce con la radiazione portata dal “vento solare”. Si produce una magnetosfera di dimensioni intermedie tra quelle di Giove e quelle della Terra

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GEOMETRIA COL COMPASSO
l’esagono perfetto
stabile e multistrato

Dobbiamo ringraziare la sonda Cassini se, continuando a catturare immagini strepitose nei mesi precedenti il Gran Finale del 15/09/2017, oggi possiamo godere di queste favolose immagini che ci hanno permesso di studiare da vicino anche questo grande mistero.

• 29 – L’ESAGONO QUASI PERFETTO (GWR)
  Ancora storditi dall’incantesimo degli anelli, col cuore che si riprende a fatica da tanta estasi, pensiamo che non ci possa essere più niente in grado di stupirci dopo questo, e invece l’astronomia ci colpisce ancora al petto (ed è per questo che l’amiamo), e al Polo Nord troviamo LUI…

• hai presente quando a scuola facevi geometria e con l’aiuto del compasso disegnavi figure che avevano più lati come triangolo, quadrato, pentagono, esagono eptagono etc? Ecco, non ti aspetteresti mai nell’atmosfera di un pianeta di trovare una di queste figure così magistralmente riprodotta ma colossale, per poi sapere pure che:
  – è piuttosto statica
  – segue la rotazione
  – torreggia sopra le nubi per centinaia di km in stratosfera
  – è sostenuta da venti potenti
  – è lì da almeno 40 anni…

• non è solo incredibile di primo impatto, per come si presenta dall’alto, è incredibile anche nella struttura tridimensionale globale, di onde atmosferiche:
  – torreggia sopra le nubi fino in stratosfera a 300 km di altitudine
  – fatta a strati, almeno 7 strati di nebbia estesa e regolare; in nessun’altra parte del Sistema Solare ne troviamo di così organizzata (nè Giove né Urano né Nettuno né Plutone né Titano), nemmeno allo stesso polo sud del gigante
  – ogni strato è spesso da 7 a 18 km

• notato prima volta nelle immagini della sonda Voyager I nel 1981 e poi rivisitato da Cassini-Huygens nel 2006: durante la missione Cassini l’esagono cambiò colore da blu a dorato, probabilmente per il cambio di stagione

• dura quindi da almeno 40 anni e non accenna a diminuire.
  Struttura probabilmente formatasi nei primi anni 80 ma studiata solo dal 2009 perché solo allora il pianeta è entrato nella sua fase “primaverile” e l’emisfero settentrionale si è illuminato (di luce riflessa ovviamente), e poi nel 2017 arrivando l’estate condizioni ideali

• sembra restare statica, ruota insieme al pianeta senza scomporsi mai: mentre venti a 400 km/h alimentano potenti correnti a getto interne, il bordo esagonale rimane piuttosto fisso rispetto alla circolazione atmosferica complessiva del pianeta

• numerosi piccoli vortici ruotano in senso opposto alla tempesta centrale e vengono trascinati dalla corrente, dando luogo ad una regione drammaticamente turbolenta

• vortice antiorario largo circa 30.000 km il cui getto porta i venti a 322 km/h

• l’occhio del ciclone è largo circa 2.000 km (20 volte più grande di un comune uragano sulla Terra)

• ogni lato dell’esagono misura circa 14.000 km (2.000 più del diametro terrestre)

• l’esagono ruota in circa 10 h e 40′ (stesso periodo delle emissioni radio dall’interno di Saturno)

• composizione chimica: particelle da 2 micron di idrocarburi (acetilene, propano, propino, diacetilene, e butano nelle nubi più alte), allo stato ghiacciato con le gelide temperature di – 120° C / – 180° C (153 K/93K, -184° F/-292° F)

• probabilmente gli strati sono formati dalla propagazione verticale di onde di gravità, oscillazioni nella densità e nella temperatura dell’atmosfera (abitualmente avvengono anche nella nostra atmosfera)

• uno studio dell’Università di Harvard ha utilizzato i dati della sonda Nasa-Esa-Asi Cassini per realizzare un modello 3D del fenomeno e dare così una possibile spiegazione che trovi aprendo il link

Lo sapevi che i poligoni si possono formare in natura? La struttura dei fiocchi di neve certo non la vedi ad occhio nudo ma esiste…

• l’Università di Oxford ha condotto con successo un’esperimento simulando in una tanica la formazione di un esagono, rispettando la situazione prevista su Saturno con un liquido che ruota a velocità relative diverse al centro e alla periferia, oltre ad avere viscosità particolare. In effetti la formazione di questi poligoni (esagoni, ottagoni, triangoli, a seconda delle velocità impostate) dipende sostanzialmente da due fattori:
  – avviene nei punti più turbolenti del fluido in rotazione, là dove la velocità della corrente a getto non è altissima ma cambia in modo brusco
  – solo in determinate condizioni del fluido, entro determinati limiti di viscosità

• al polo sud non esiste un uragano ad esagono ma solo un vortice che è relativamente caldo: -122° C (151,15 K, 187,5° F) rispetto ai -185° C

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SATELLITI / LUNE
dal raviolo alla Morte Nera

astrofotoperu.com

• 30 – SATELLITI/LUNE PER TUTTI I GUSTI (GWR)
  il sistema di Saturno letteralmente brulica di satelliti naturali di ogni forma e dimensione, arrivando con gennaio 2026 alla notevole quota di 281 satelliti confermati
  

• quelli scoperti dall’astronomo Gian Domenico Cassini sono detti “lodicèi”, “stelle di Luigi” , dedicati al Re Luigi XIV di Francia:
  – Giapeto
  – Rea
  – Dione
  – Teti

• la sonda Cassini ha effettuato 6 passaggi ravvicinati alle piccole lune:
  – Pan (pastore nella divisione di Encke)
  – Dafni (pastore di 8 km nella divisione di Encke)
  – Atlante (pastore nell’anello A)
  – Pandora (con Prometeo, pastori nell’anello F)
  – Epimeteo (116 km)

• Ti propongo anche questo scatto meraviglioso datato 29/07/2011, tra i tanti che ci sono a disposizione, perché offre una prospettiva particolare ed eccezionale su alcune lune, visto che Saturno non si vede mentre ci sono 5 delle sue lune, da sinistra:
  – Giano (179 km) estrema sinistra
  – Pandora (81 km) appena oltre il sottile anello F
  – Encelado (504 km) brillante al centro, dista 1,8 milioni di km dalla sonda
  – Mimas (396 km) proprio sopra agli anelli principali
  – Rhea (1.528 km) la 2^ luna più grande, tagliata in due a destra, è la più vicina alla sonda, 1,1 milioni di km di distanza
  Nota che Rhea e Mimas (lato destro in foto) sono al di qua degli anelli, mentre Encelado è al di là di essi.

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Menzione speciale per
TITANO
la luna più lontana
mai visitata con tochdown

L’unica luna del Sistema Solare con
un’atmosfera densa e impenetrabile

• 30a – TITANO (GWR)
  la luna più grande di Saturno, costituisce il 96% della massa orbitante attorno al pianeta, ed è poco più piccolo di Ganimede ma più grande di Mercurio

L’unico altro corpo del Sistema Solare,
oltre alla Terra,
ad avere l’atmosfera di azoto

La missione Cassini-Huygens è stata lanciata nel 1997 e ha impiegato ben 7 anni per entrare nel sistema di Saturno nel 2004 (sotto, a sinistra con Dione, a destra con Rhea)…

L’unico corpo planetario,
oltre alla Terra,
che attualmente possiede
fiumi, laghi e mari in superficie

… tuttavia il liquido che compone questi fluidi non è acqua bensì idrocarburi tra cui metano ed etano.

La forte densità e lo spessore dell’atmosfera di Titano è li si può già apprezzare nell’immagine sottostante, dove sullo sfondo domina il gigante Saturno.

Ad occhio nudo Titano appare innegabilmente e assolutamente arancione e impenetrabile. L’immagine sottostante è scattata dalla sonda Cassini nell’infrarosso vicino, in modo da poterlo vedere come lo vedrebbero i nostri occhi: nota anche come si vede bene la densa atmosfera e si possono distinguere gli strati di nubi a varie altezze.

In realtà già dallo spazio “vicino” alla Terra è possibile dal 2022 penetrare quella densa atmosfera per iniziare a capire e a “vedere” cosa c’è sotto, e il merito è tutto del JWST, il telescopio spaziale James Webb (me lo ricordo benissimo, lanciato il 25/12/2021 dopo 15 anni di rinvii e operativo da metà 2022) che osserva nell’infrarosso, perfetto per penetrare polveri e nubi.

“vicino” è tra virgolette perché si trova a ben 1,5 milioni di km di distanza, punto di Lagrange L2, a 1/100 della distanza che ci separa dal Sole

Tuttavia, quasi 18 anni prima è stata compiuta un’impresa storica che è considerata pietra miliare nella storia dell’esplorazione spaziale.
La sonda Cassini (collaborazione NASA/ESA/ASI) come da programma si avvicinava alla luna continuando le sue osservazioni e il 25/12/2004 finalmente libera la sonda Huygens che 20 giorni dopo toccherà la superficie di Titano (Tochdown).

TITANO
TOUCHDOWN

14/01/2005
il giorno dell’atterraggio più lontano
di una sonda spaziale

La sonda Huygens impiega circa 2,5 ore per attraversare la densa atmosfera e atterrare con successo, e poi continua a trasmettere dati per un’ora prima di esaurire le batterie in un ambiente a -180° C (93,15 K, -292°F: a bordo lo strumento italiano H-ASI che misurava le proprietà fisiche di atmosfera e superficie). Il team a Terra ha potuto però ricevere i dati completi in ritardo di 4,5 ore: 3 ore perché Cassini in orbita li ricevesse dalla sonda Huygens e 1,5 ore circa perché il segnale coprisse 1,5 miliardi di km di distanza tra Saturno e Terra (CAST Circolo AStrofili Talmassons, foto credits: ESA/NASA/JPL/University of Arizona).

14/01/2005
il primo ed unico oggetto umano
(ad oggi)
ad atterrare su una luna
di un pianeta gigante
del Sistema Solare esterno

La foschia che avvolge Titano arriva più o meno fino alla superficie, sotto i 70 km di quota la nebbia inizia a diradarsi e si dissipa, ma non del tutto, solo a 30 km di altezza (foto credits ESA/NASA/JPL/University of Arizona)

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ENCELADO, MIMAS, GIANO,
EPIMETEO, DIONE, IPERIONE

• 30b – ENCELADO (GWR)
  (che spruzza costantemente getti d’acqua), è il corpo più bianco e brillante di tutto il Sistema Solare a causa del ghiaccio puro sulla sua superficie, ed il più piccolo corpo conosciuto nel Sistema Solare geologicamente attivo (crio-vulcanismo dovuto alle forze mareali esercitate da Saturno e alla risonanza con Dione): 500 km di diametro e una crosta di 40 km di ghiaccio

La grande sorpresa che la sonda Cassini poté testimoniare sono i geyser, al polo sud, la formazione chiamata “strisce di tigre”, parallele e uniformemente distanziate, lunghe 130 km e distanti 35 km l’una dall’altra, che eruttano continuamente ghiaccio d’acqua, anche ora che stai leggendo, caso unico nel Sistema Solare (GWR – 98% acqua, 1% idrogeno e poi miscela di anidride carbonica, metano, ammoniaca).

Nasconde si pensa acqua allo stato liquido; è candidato ad avere potenzialmente forme di vita elementare per cui sono allo studio missioni dedicate, pur con enormi difficoltà tecniche e costi (a sinistra sorvolo della sonda il 30/11/2010, da 67.000 km, composito, visibile il sud; credits foto NASA/JPL-Caltech/SSI/Cassini Imaging Team-Jason Major).

• Mimas
  è la più piccola tra i massicci (nello scatto di sinistra, sotto di lei c’è Pandora)

• Giano ed Epimeteo, unico caso nel Sistema Solare di due satelliti che condividono la stessa orbita

• Dione
  una delle principali lune ghiacciate, in rotazione sincrona con Saturno a cui mostra sempre la stessa faccia, esattamente come la Luna per noi

• Iperione
  fotografata da Cassini dalla distanza record di 34.000 km, è il corpo irregolare più grande del Sistema Solare dopo Proteo (luna di Nettuno): è una luna a forma di patata ma dalla superficie che assomiglia in modo impressionante ad una spugna o pietra pomice; larga 270 km, rotazione caotica e imprevedibile in continua evoluzione

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IL MAGO
ILLUSIONISTA
– 3^ parte –

… e infine …
il colpo di grazia!

• 31 – L’INCANTESIMO DEGLI ANELLI (GWR)
  
  – Sia al telescopio (1^)…
  … che avvicinandosi (2^)…
  … che nei dettagli.
  Saturno è il mago incontrastato dell’illusionismo e da centinaia di milioni di anni presenta il suo numero unico, sbalorditivo, imbattibile:
  “L’incantesimo degli anelli”

Da togliere il fiato…
Fa tornare bambini.

…infine il dettaglio
ti lascia di stucco
con i pastori
e il loro gran trucco.
Gli occhi increduli,
la mente stordita,
tanta bellezza
ricorderai a vita.

Il decisivo colpo al cuore

Dafni è una “luna pastore” perché, per quanto sia un oggetto piccolo (poco meno del monte Everest), tuttavia la sua gravità influenza le particelle dell’anello creando onde e altri disturbi che sono a dir poco ipnotizzanti.

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“LUNA PASTORE“
dimensioni modeste,
la giusta gravità

Esiste uno stretto collegamento tra gli anelli ed i piccoli satelliti che orbitano numerosi nei pressi di tutti i pianeti giganti, fatto di risonanze e scambi periodici (UAI). I satelliti pastore di Saturno hanno effetti gravitazionali sugli anelli.

• 32 – LUNE PASTORE e la loro magia
  su Saturno la magia è resa possibile da 5 piccoli satelliti che sono sulla sinistra dell’infografica, anche se ne manca uno, Dafni. Il loro passaggio, fotografato dalla sonda Cassini in scatti a dir poco mozzafiato, attrae trascina e sposta il materiale non solo creando i caratteristici spazi neri e vuoti tra gli anelli (divisioni), ma anche impilando e costruendo strutture immense come le montagne di cui ti ho parlato

• le due lune più grandi all’interno delle lacune dell’anello A sono:
  – Pan (divisione Encke)
  – Dafni (divisione Keeler)
  di dimensioni tali da spazzare il materiale lasciando così proprio quelle lacune vuote nell’anello

Satelliti con dimensioni tipiche di qualche decina di km possiedono abbastanza gravità da mantenere confinati entro precisi intervalli di orbite i corpi che costituiscono gli anelli impedendo loro di disperdersi

Ora ammira gli ingrandimenti di questi “pastori” che fanno la loro “magia” tra gli anelli (Daphni che li “arriccia”)…

… lasciando noi veramente senza fiato…

… perché l’evidenza dell’effetto della gravità sul materiale degli anelli…

… è qualcosa di incantevole. Dafni ha creato questa lacuna grazie alla sua pur debole forza gravitazionale, e visto che non orbita perfettamente al centro e che ruota in modo leggermente inclinato, ha un effetto ondeggiante sulle creste degli anelli e crea una vera e propria magia percettiva.

Questa gravità è tuttavia sufficientemente bassa da permettere alla maggior parte del materiale eiettato da un impatto di sfuggire al satellite, rifornendo gli anelli adiacenti.

• Guarda ora Pan, che è la luna più interna di tutte ed anche la più veloce a compiere un’intera orbita (13,8 ore) …

… un altro pastore dalla forma che ricorda una noce o un limone, ma secondo me anche un raviolo: la cosa curiosa è che quella cresta equatoriale che vedi sembra formarsi proprio strappando materiale agli anelli (la prima, ricostruzione al computer CEA/ANIMEA; la seconda, NASA/Jpl-Caltech)...

• il materiale degli anelli, in particolare l’anello F, è influenzato dai piccoli satelliti “pastori” in esso incorporati (Prometheus all’interno, Pandora all’esterno), “pastori” in quanto uno attira e l’altro respinge le particelle che si trovano nell’anello

• L’ultima luna “pastore”, Atlas…

In qualche caso, a questo può aggiungersi anche il materiale eruttato nello spazio da attività vulcanica o crio-vulcanica; un caso tipico, nel sistema di Saturno, è quello di Encelado (UAI Il pianeta Saturno)

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Sezione Bambini
una sintesi simpatica per loro?

• 33 – CIAO BAMBINI
  Ecco, è tanta roba spiegata fino a qui, e pensa che non è per niente esaustivo questo articolo, figurati… Se però ci tieni a dare un assaggio di tutto questo ai tuoi figli piccoli hai il mio pieno appoggio, e quindi ti lascio indicandoti questo link che è un ottimo punto di partenza: 1… 2… 3… STELLAAAAAAA!!!

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Credits

• Raffaella Cecchi
• Leonor Ana Hernandez
• Rossano Del Vigna
• Katiuscia Pederneschi
• Rossano Giacomoni
  N.A.S.A. Nuova Associazione Senigallia Astrofili
• Kevin Saragozza
• Rossana Miani
• Alessio Ursino
• Thierry Legault
• Alessandra Masi
• Ambrogio Sartirano
• Dario Orizio
• Giacomo Venturin
• Maurizio Santonocito
• Filippo Galati
• Damian Peach
• Roberto Ciri
• Maciej Winiarczuk

LINKS

• https://science.nasa.gov/saturn/moons/
• https://science.nasa.gov/photojournal/galleries/
• https://www.jpl.nasa.gov/images/pia17172-the-day-the-earth-smiled/
• https://science.nasa.gov/asset/hubble/spokes-spotted-in-saturns-rings-compass/
• https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Cassini-Huygens/Landing_on_Titan_the_new_movies
• https://www.asci-trento-fzappaterra.it/ASCI/astronomia/ssolare/Saturn.htm
• https://www.astrofilivaltellinesi.com/saturno.asp
• http://www.helldragon.eu/loretta/cdrom/Documenti/SATURNO.htm
• https://www.facebook.com/georgiastargazing/posts/pfbid0kCi35esP4YPdncpbSfhm3MbV6U8r8KHedwc4uzjAkwxFVgCeX3RttUSF2xqsqRQtl
• globalscience.it/3825/il-bizzarro-campo-magnetico-di-saturno/
• https://www.media.inaf.it/2021/05/06/dentro-saturno-piove-elio-liquido/
• https://www.media.inaf.it/2020/07/24/saturno-estate-hubble/
• https://www.coelum.com/news/hubble-celebra-un-decennio-di-monitoraggio-dei-pianeti-esterni
• https://www.planetary.org/space-images/spinning-spokes-in-saturns
• https://www.castfvg.it/sistsola/saturno/saturno_01.htm
• https://www.media.inaf.it/2015/01/15/dieci-anni-fa-huygens/
• https://www.ilsole24ore.com/art/saturno-perde-suoi-anelli-e-conquista-128-satelliti-indizio-natura-caotica-sistema-solare-AGBTregD?refresh_ce=1
• https://www.media.inaf.it/2021/08/20/nucleo-saturno-anelli/
• http://stelle.bo.astro.it/archivio/2004.06.08-transito-venere/Sole-Pianeti/planets/zsat13.pdf
• https://tg24.sky.it/scienze/2023/07/04/saturno-telescopio-webb

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