Saturno

Saturno è il sesto pianeta in ordine di distanza dal Sole e appartiene alla famiglia dei giganti gassosi del Sistema Solare. È il secondo pianeta più grande del nostro sistema planetario ed è dotato di un sistema di anelli che lo rende facilmente riconoscibile.

Nonostante il Saturno sia molto distante dalla Terra, le sue ingenti dimensioni lo rendono visibile nel cielo senza dover usare alcun telescopio; non a caso è noto sin dai tempi più antichi ed è infatti il pianeta più lontano dalla Terra che sia visibile ad occhio nudo.

Qui di seguito proponiamo un riassunto sulle principali caratteristiche del pianeta Saturno, tra cui i parametri orbitali, le proprietà fisiche e la sua struttura, soffermandoci successivamente sul sistema si anelli che lo circonda e sui suoi satelliti.

Il pianeta Saturno

Vediamo quali sono le principali caratteristiche del pianeta Saturno:

Riassunto sul pianeta Saturno

Tutte le informazioni su Saturno di cui disponiamo sono frutto di osservazioni storiche e di rilevazioni dirette avvenute in epoca contemporanea. Il primo ad osservare e a studiare Saturno fu Galileo, il quale nel 1600 ebbe modo di scoprire l'esistenza di alcuni corpi che gravitavano intorno al pianeta grazie al proprio cannocchiale. Successivamente, nel 1656, Huygens formulò la teoria secondo cui i corpi individuati da Galileo costituissero un vero e proprio sistema di anelli in orbita intorno al pianeta; pochi anni più tardi, nel 1675, Cassini riusci ad approfondire tali studi scoprendo l'esistenza di una divisione all'interno della fascia di anelli di Saturno. Verso la fine del secolo successivo Herschel studiò invece il moto di rotazione di Saturno e determinò una buona approssimazione del periodo, stimandolo in 10 ore e 16 minuti.

In tempi recenti le missioni spaziali hanno permesso di ottenere informazioni molto accurate relativamente alla composizione del pianeta e soprattutto riguardo al sistema di anelli di Saturno e ai suoi satelliti. Le uniche sonde che si sono avvicinate a Saturno sono la Pioneer 11 (1979), la Voyager 1 (1980), la Voyager 2 (1981) e la Cassini (2004). Quest'ultima in particolare ha rilasciato un modulo, denominato Huygens, che è atterrato sul satellite Titano studiandone la morfologia e l'atmosfera. 

Struttura di Saturno

La struttura e la composizione di Saturno sono del tutto analoghe rispetto a Giove. Saturno è costituito prevalentemente da idrogeno ed elio, e presenta al proprio interno un nucleo roccioso sormontato da un ampio strato di idrogeno metallico, al di sopra del quale è presente un ulteriore strato di idrogeno ed elio molecolari che si estende fino alla parte inferiore dell'atmosfera.

Esattamente come nel caso di Giove la composizione interna e la presenza di uno strato di idrogeno metallico danno luogo a moti convettivi che generano un campo magnetico, il cui asse è pressoché allineato all'asse di rotazione del pianeta (a differenza di Giove in cui la discrepanza è maggiore).

Complessivamente, Saturno è caratterizzato dal livello di densità più basso rispetto a tutti gli altri pianeti del Sistema Solare: dotato di una densità media di 0,7 g/cm³, il pianeta potrebbe galleggiare sull'acqua (la cui densità è 1 g/cm³). Analogamente a Giove il pianeta presenta una forma schiacciata ai poli con una riduzione del diametro pari a circa il 10% del diametro equatoriale.

Come vedremo tra poco i moti convettivi interni e la struttura fluida degli strati che circondano il nucleo hanno effetti rilevanti anche sull'atmosfera del pianeta.

Atmosfera di Saturno

L'atmosfera di Saturno condivide alcune caratteristiche tipiche di quella di Giove, seppur con sostanziali dissomiglianze. La prima differenza tangibile riguarda l'aspetto di Saturno, che è contraddistinto da bande più simmetriche e da colori più tenuti; tra questi il bianco e l'ocra dovuti alla presenza di cristalli di ammoniaca e idrosolfuro di ammonio nell'atmosfera.

La composizione dell'atmosfera di Saturno consiste principalmente di idrogeno (96,3%), elio (3,25%) e metano allo stato gassoso (0,45%).

Convenzionalmente l'inizio dell'atmosfera (e dunque la superficie di Saturno) viene collocata nella sezione in cui si ha un'inversione nell'andamento della temperatura. Se da un lato infatti la temperatura tende a diminuire all'aumentare della quota, vi è un'altezza in cui i gas presentano un nuovo aumento di temperatura per assorbimento della radiazione solare. Tale quota viene definita per convenzione come valore di altitudine zero. Nello specifico caso di Saturno, il gas in questione è il metano.

Per quanto riguarda le caratteristiche dell'atmosfera appena al di sotto della superficie, a circa 100 km di profondità è presente uno strato di ammoniaca che si condensa a causa delle basse temperature e dell'alto livello di pressione (1 atm), e che si presenta sotto forma di nubi con tonalità tendenti al bianco.

Come abbiamo anticipato in precedenza, i moti convettivi che avvengono negli strati più interni e la compressione dell'elio che ne consegue fanno sì che Saturno emetta più energia di quanta ne riceve dal Sole. Tale energia si riversa prevalentemente nell'atmosfera sotto forma di calore e genera correnti calde ascendenti e correnti fredde discendenti.

Un'ulteriore peculiarità di Saturno riguarda i fortissimi venti che ne solcano l'atmosfera. Il calore interno, congiuntamente al moto di rotazione del pianeta, genera venti che possono spirare con velocità fino a 1800 km/h (ben superiore rispetto a quella dei venti di Giove) e che seguono traiettorie simmetriche e parallele rispetto all'equatore. Al di là di tale differenza anche su Saturno, analogamente al caso di Giove, sono presenti strutture cicloniche persistenti che possono durare diversi anni, seppur meno visibili rispetto a quelle del gigante gioviano.

Anelli di Saturno

Ciò che meglio contraddistingue Saturno rispetto agli altri pianeti del Sistema Solare è un ingente sistema di anelli, osservati per la prima volta da Galileo nel 1610. Nonostante sia noto che tutti i pianeti gassosi dispongono di un insieme di anelli, quello di Saturno è indubbiamente quello più esteso e visibile.

Gli anelli di Saturno sono disposti su un piano inclinato di 28° rispetto al piano orbitale del pianeta e presentano una composizione granulare, essendo costituiti da una moltitudine di piccoli corpi con un diametro che varia da pochi millimetri fino a 2 km. Gli anelli noti ad oggi sono 16 in tutto e sono costituiti prevalentemente da frammenti di ghiaccio e di roccia ghiacciata. Sono dotati di uno spessore non superiore ad 1 km e si estendono da 6600 km dalla sommità dell'atmosfera fino a 120 000 km di altitudine (meno di un terzo della distanza Terra-Luna).

La disposizione degli anelli conta 7 anelli principali separati tra loro da lacune (dette divisioni). Tra questi, vi sono 3 anelli che sono stati osservati per primi, chiamati anello C, anello B e anello A in ordine di distanza dal pianeta: il primo, più interno, è costituito da materiale pressoché trasparente; il secondo, più centrale, è il più largo e visibile; il terzo, più esterno, è separato dal precedente mediante una lacuna di 4000 km detta divisione di Cassini.

Solo in tempi molto recenti (2009) è stato scoperto l'ultimo anello di Saturno, il più grande nonché il più distante dal pianeta; pur estendendosi da 6 milioni di km fino a 11,9 milioni di km di distanza è visibile solamente nello spettro infrarosso.

Per approfondire, potete leggere: anelli di Saturno.

Satelliti di Saturno

Saturno è il secondo pianeta del Sistema Solare per numero di Satelliti. Ad oggi (2016) le lune di Saturno note sono 62, tra cui le principali sono Mimas, Encelado, Teti, Dione, Rea, Titano e Giapeto.

In particolare Titano è il satellite più massiccio nonché il secondo più grande di tutto il Sistema Solare, dopo Ganimede (si veda satelliti di Giove). Con un diametro di 5000 km, è l'unica luna di Saturno dotata di un'atmosfera, composta principalmente da azoto e in minima parte da metano e tale da essere addirittura più densa rispetto all'atmosfera terrestre.

Una peculiarità dei satelliti di Saturno riguarda le orbite che essi percorrono, buona parte delle quali sono in risonanza tra loro. Inoltre alcuni di essi esercitano un'azione gravitazionale che permette agli anelli di percorrere stabilmente le proprie orbite attorno al pianeta, e che per tale motivo vengono chiamati satelliti pastore (come nel caso di Mimas).

Di seguito riportiamo le caratteristiche salienti dei principali satelliti di Saturno. Per ulteriori approfondimenti vi rimandiamo alla pagina dedicata ai satelliti di Saturno nonché al tool online per i satelliti dei pianeti.

Buona Astronomia a tutti!

Redazione di YouMath

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Ultima modifica: 26/05/2023