Saturno (astronomia)

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Saturno

Satellite naturale di {{{pianeta_madre}}}

({{{sottotitolo}}})

Stella madre: Sole

Distanza dal Sole: {{{distanza_anniluce}}}

Scoperta

{{{data}}}

Scopritore

{{{scoperta_autore}}}

Scopritori

{{{scoperta_autori}}}

Classificazione

Gigante gassoso

Famiglia

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Classe spettrale

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Tipo di variabile

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Periodo di variabilità

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Designazioni
alternative

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Costellazione

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Costellazione

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Redshift

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NOMENCLATURE ALTERNATIVE

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COORDINATE

(Epoca di riferimento: J2000)

{{{ar}}}

{{{declinaz}}}

{{{lat_galattica}}}

{{{long_galattica}}}

PARAMETRI ORBITALI

(epoca di riferimento: J2000)

Semiasse maggiore

1 426 725 413 km
9,53707032 UA

{{{perielio}}}

{{{afelio}}}

{{{perigeo}}}

{{{apogeo}}}

1 349 467 375 km
9,02063224 UA

Afelio

1 503 983 449 km
10,05350840 UA

Circonf. orbitale

8 958 000 000 km
59,879 UA

Periodo orbitale

29,45 anni
(10 756,1995 giorni)

Periodo sinodico

378,10 giorni

Velocità orbitale

9 137 m/s (min)

9 639 m/s (media)

10 183 m/s (max)

Inclinazione orbitale

{{{inclinazione_orbita}}}

Inclinazione
sull'eclittica

2,48446°

Inclinazione rispetto
all'equat. di [[{{{pianeta_madre}}}]]

{{{inclinazione_orbita_su_eq}}}

Inclinazione rispetto
all'orbita di [[{{{pianeta_madre}}}]]

{{{inclinazione_orbita_su_orbita}}}

Inclinazione rispetto
al piano di Laplace

{{{inclinazione_orbita_su_p_laplace}}}

Inclinazione rispetto
all'equat. del Sole

5,51°

Eccentricità

0,05415060

Longitudine del
nodo ascendente

113,71504°

Argom. del perielio

338,71690°

Anomalia media

{{{anomalia_media}}}

Ultimo perielio

{{{ultimo_perielio}}}

Prossimo perielio

{{{prossimo_perielio}}}

Sistema planetario

{{{pianeti}}}

Satelliti

Anelli

sì

DATI FISICI

Dimensioni

{{{dimensioni}}}

Raggio

{{{raggio}}}

Diametro equat.

120 536 km

Diametro polare

108 728 km

Diametro medio

{{{diametro_med}}}

{{{diametro_sole}}} volte il Sole

Schiacciamento

0,09796

Superficie

4,27 × 10¹⁶ m²

Volume

8,27 × 10²³ m³

Massa

5,6846 × 10²⁶ kg

{{{massa_sole}}} volte il Sole

Densità

5,427 × 10³ kg/m³

Acceleraz. di gravità
in superficie

8,96 m/s²
(0,914 g)

Velocità di fuga

35 490 m/s

Periodo di rotazione

0,449375 giorni
(10 h 47 min 6 s)

{{{periodo_rotaz_1_descrizione}}}

{{{periodo_rotaz_1}}}

{{{periodo_rotaz_2_descrizione}}}

{{{periodo_rotaz_2}}}

{{{periodo_rotaz_3_descrizione}}}

{{{periodo_rotaz_3}}}

{{{periodo_rotaz_4_descrizione}}}

{{{periodo_rotaz_4}}}

Velocità di rotazione
(all'equatore)

9 870 m/s

Inclinazione assiale

26,73°

Inclinaz. dell'asse
sull'eclittica

{{{inclinazione_asse_su_eclittica}}}

Inclinaz. dell'asse
sul piano galattico

{{{inclinazione_asse_su_piano_galattico}}}

A.R. polo nord

40,59° (2 h 42 min 21 s)

Declinazione

83,54°

Temperatura alla
sommità delle nubi

{{{temp_sommitànubi_min}}} (min)

93 K (media)

{{{temp_sommitànubi_max}}} (max)

Temperatura
superficiale

82 K (min)

143 K (media)

{{{temp_max}}} (max)

T. della corona

{{{temp_corona}}}

T. del nucleo

{{{temp_nucleo}}}

Luminosità

{{{luminosità}}}

{{{luminosità_sole}}} volte il Sole

Radianza

{{{radianza}}}

Indice di colore (B-V)

{{{indice_di_colore}}}

{{{metallicità}}}

140 000 Pa

0,47

{{{età}}}

DATI OSSERVATIVI

Magnitudine
apparente da Terra

{{{magn_app_min}}} (min)

{{{magn_app_med}}} (media)

{{{magn_app_max}}} (max)

Magnitudine
apparente da [[{{{pianeta_madre}}} (astronomia)|{{{pianeta_madre}}}]]

{{{magn_app_min_corpomadre}}} (min)

{{{magn_app_med_corpomadre}}} (media)

{{{magn_app_max_corpomadre}}} (max)

Magnitudine app.

Magnitudine ass.

{{{magn_ass}}}

Diametro
apparente da Terra

{{{dim_app_min}}} (min)

{{{dim_app_med}}} (medio)

{{{dim_app_max}}} (max)

Diametro
apparente da [[{{{pianeta_madre}}} (astronomia)|{{{pianeta_madre}}}]]

{{{dim_app_min_corpomadre}}} (min)

{{{dim_app_med_corpomadre}}} (medio)

{{{dim_app_max_corpomadre}}} (max)

Parallasse

Moto proprio

Velocità radiale

Saturno è il sesto pianeta del sistema solare in ordine di distanza dal Sole. Si tratta di un gigante gassoso, il secondo più grande dopo Giove. Nel cielo notturno della Terra appare come una stella di prima grandezza di colore giallastro. Il suo nome deriva da quello di Saturno, personaggio della mitologia romana. Il suo simbolo astronomico è una rappresentazione stilizzata della falce del dio ().

Indice

1 Cenni storici
- 1.1 Osservazione da Terra
2 Parametri orbitali
3 Atmosfera
4 Struttura interna
5 Satelliti naturali
6 Anelli
7 Esplorazione di Saturno
8 Ipotesi sulla formazione
9 Curiosità
10 Voci correlate
11 Altri progetti
12 Collegamenti esterni

[modifica] Cenni storici

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Saturno è l'ultimo dei pianeti facilmente visibili ad occhio nudo, pertanto era conosciuto sin dall'antichità. Tuttavia il primo astronomo ad osservarne una forma allungata fu Galileo Galilei, che con lenti ancora imperfette vide solamente un oggetto oblungo. Nel tempo poi, la variazione dell'angolo visuale degli anelli, gli mostrò un aspetto diverso, per questo motivo egli lo definì come un pianeta "bizzarro".

Le successive osservazioni sveleranno un pianeta con gli anelli e dei satelliti che vi ruotano attorno.

[modifica] Osservazione da Terra

Per approfondire, vedi la voce Osservazione di Saturno.

Il momento migliore per osservare Saturno e i suoi anelli è l'opposizione (quando l'elongazione del pianeta è di 180°, e si trova quindi nella parte di cielo opposta al Sole).

In tutti questi casi il diametro di Saturno è troppo piccolo per poterlo percepire ad occhio nudo, e il pianeta apparirà sempre come un punto. È necessario un binocolo o un telescopio di modesta potenza per poter distinguere il disco del pianeta e gli anelli.

[modifica] Parametri orbitali

Per approfondire, vedi la voce Parametri orbitali di Saturno.

Saturno appare visibilmente schiacciato ai poli: i suoi diametri equatoriale e polare differiscono di quasi il 10% (120 536 km contro 108 728 km). Questa forma è il risultato della sua rapida rotazione e della sua composizione fluida, facile a deformarsi. Anche gli altri giganti gassosi sono deformati in maniera analoga, ma in modo molto meno evidente. Saturno è anche l'unico pianeta del sistema solare con una densità media inferiore a quella dell'acqua: solo 0,69 g/cm³. In realtà il valore medio è una combinazione di densità molto basse, nell'atmosfera del pianeta, e densità più elevate all'interno, sicuramente maggiori di quella dell'acqua.

Saturno orbita attorno al Sole ad una distanza media di 1,427 miliardi di km, percorrendo una rivoluzione completa in 29,458 anni terrestri. La sua orbita è inclinata di 2,488° rispetto all'eclittica ed è eccentrica di un fattore 0,0560. Alla sua distanza, la luce del Sole appare 100 volte meno intensa rispetto alle misure effettuate da Terra.

Con una massa pari a 95 volte e un volume pari a 700 volte quello terrestre, Saturno è il secondo pianeta più grande del sistema solare dopo Giove.

L'asse di rotazione è inclinato di 26,73 gradi, regalando al pianeta un ciclo di stagioni analogo a quello terrestre e marziano, ma assai più lungo.

Il periodo di rotazione di Saturno sul proprio asse varia a seconda della quota; gli strati superiori, nelle regioni equatoriali, impiegano 10,233 ore a compiere un giro completo, mentre nucleo e mantello ruotano in 10,675 ore.

[modifica] Atmosfera

L'atmosfera violenta di Saturno

Per approfondire, vedi la voce Atmosfera di Saturno.

L'atmosfera di Saturno mostra delle bande simili a quelle di Giove, ma molto più deboli e più larghe vicino all'equatore. Esse sono così deboli da non essere mai state osservate prima dell'arrivo delle sonde Voyager. Da allora i telescopi a Terra sono migliorati al punto di poter condurre regolari osservazioni delle caratteristiche atmosferiche di Saturno. Sono state trovate tempeste di forma ovale dalla lunga vita e molto simili a quelle di Giove. Nel 1990 il Telescopio Spaziale Hubble osservò un'enorme nube bianca vicino all'equatore del pianeta, e un'altra fu osservata nel 1994.

L'atmosfera di Saturno, molto simile a quella di Giove, è composta principalmente di idrogeno ed elio; quella di Saturno contiene tuttavia una percentuale di idrogeno leggermente maggiore, oltre ad una quantità di fosforo ed arsenico circa 10 volte superiore. Anche nel caso di Saturno, come per Giove, è stato possibile individuare tramite la spettroscopia agli infrarossi la presenza di concentrazioni infinitesimali di monossido di carbonio, fosfina, idruro di germanio ed arsina. Forse questi composti chimici, che normalmente non potrebbero esistere in un'atmosfera a base di idrogeno ed elio, si originano in reazioni chimiche sconosciute e sono poi spinti fino al livello atmosferico visibile del pianeta da forti moti convettivi. Una sostanziale differenza fra le atmosfere di Giove e Saturno è la presenza di bande chiare e scure, specialmente presso l'equatore, molto evidenti nel primo ma estremamente soffuse e poco contrastate nell'altro. Il motivo è probabilmente la minore temperatura atmosferica di Saturno (130 K nell'alta atmosfera), che favorisce la formazione di nubi ad una profondità maggiore rispetto a Giove. Ciononostante l'atmosfera saturniana è percorsa da venti fortissimi, che soffiano fino a 1800 km/h presso l'equatore. Sono inoltre presenti cicloni, soprattutto alle alte latitudini, dalla durata relativamente breve e dalle dimensioni massime di circa 1200 km.

[modifica] Struttura interna

Per approfondire, vedi la voce Struttura interna di Saturno.

L'interno di Saturno è simile a quello di Giove, con un nucleo roccioso, uno strato di idrogeno metallico liquido sopra di esso, e uno strato di idrogeno molecolare ancora più sopra. Sono presenti tracce di ghiacci di vari elementi. L'interno di Saturno è molto caldo (12 000 K nel nucleo), e l'intero pianeta emette nello spazio più energia di quella che riceve dal Sole. La maggior parte di questa energia proviene da una lenta compressione gravitazionale chiamata meccanismo di Kelvin-Helmholtz, ma sembra che tale fenomeno non basti a spiegare l'ammontare di energia osservata. Una proposta per spiegare il calore in più è la discesa di gocce di elio molto all'interno di Saturno, che genererebbe calore per frizione contro l'idrogeno circostante.

[modifica] Satelliti naturali

Per approfondire, vedi le voci Satelliti naturali di Saturno e Satelliti ipotetici di Saturno.

Saturno possiede un elevato numero di satelliti naturali: se ne conoscono una cinquantina tra confermati e probabili, di cui 12 scoperti nel 2005 grazie al telescopio giapponese Subaru; solo 30 sono attualmente dotati di nomi propri. Non sarà mai possibile quantificare con precisione il loro numero, perché tecnicamente tutti i minuscoli corpi ghiacciati che compongono gli anelli di Saturno sono da considerarsi satelliti. Il satellite saturniano più interessante è di gran lunga Titano, l'unico satellite del sistema solare a possedere una densa atmosfera.

Il gran numero di satelliti e la presenza degli anelli rende molto complessa la dinamica del sistema di Saturno. Gli anelli sono influenzati dai movimenti dei satelliti, che causano marcate divisioni, e l'interazione mareale con Saturno porta effetti perturbanti sulle orbite dei satelliti minori.

Schema degli anelli e dei satelliti di Saturno

[modifica] Anelli

Per approfondire, vedi la voce Anelli di Saturno.

Gli anelli planetari di Saturno, visti dalla sonda Cassini.

Saturno possiede un magnifico sistema di anelli planetari, composti da milioni di piccoli oggetti ghiacciati, della grandezza di un chilometro o meno, orbitanti attorno al pianeta sul suo piano equatoriale, e organizzati in un anello piatto. Poiché l'asse di rotazione di Saturno è inclinato rispetto al suo piano orbitale, anche gli anelli risultano inclinati.

Gli anelli iniziano ad un'altezza di circa 6600 chilometri dalla sommità delle nubi di Saturno e si estendono fino a 120 000 chilometri, poco meno di un terzo della distanza Terra-Luna. Il loro spessore è mediamente pari ad appena 3 km.

La loro scoperta è dovuta a Christiaan Huygens, nel 1655; in precedenza già Galileo Galilei aveva notato delle insolite protuberanze ai lati del pianeta, ma la scarsa potenza del suo telescopio e la particolare posizione di Saturno all'epoca - con gli anelli disposti di taglio per un osservatore terrestre, e quindi periodicamente invisibili - non gli avevano permesso di distinguerne la forma con chiarezza.

Gli anelli sono divisi in sette fasce, separate da delle divisioni che sono quasi vuote. L'organizzazione in fasce e divisioni risulta da una complessa dinamica ancora non ben compresa, ma nella quale giocano sicuramente un ruolo i cosiddetti satelliti pastori, lune di Saturno che orbitano all'interno o subito fuori dell'anello.

L'origine degli anelli è sconosciuta. Ci sono due ipotesi principali: che siano il risultato della distruzione di un satellite di Saturno, ad opera di una collisione con una cometa o con un altro satellite, oppure che siano un "avanzo" del materiale da cui si formò Saturno che non è riuscito ad assemblarsi in un corpo unico. Le teorie attuali suggeriscono che gli anelli siano instabili e abbiano una vita relativamente breve: in pochi milioni di anni dovrebbero disperdersi o cadere sul pianeta stesso. Questo favorirebbe un'origine recente degli anelli.

[modifica] Esplorazione di Saturno

Per approfondire, vedi la voce Esplorazione di Saturno.

Una suggestiva immagine di un'eclissi di sole da parte di Saturno

Saturno fu visitato per la prima volta dalla sonda statunitense Pioneer 11 nel 1979, e nei due anni seguenti dalle sonde Voyager 1 e Voyager 2. Tutte e tre le sonde eseguirono dei fly-by, ovvero si limitarono a passare accanto al pianeta e proseguire oltre. La sonda Cassini-Huygens ha come scopo principale l'esplorazione del sistema di Saturno e in particolare della sua luna Titano. Essa è arrivata il primo luglio 2004 ed è da allora in orbita attorno al pianeta. La stessa missione ha permesso di osservare, nel 2005, laghi e fiumi di metano liquido sulla superficie di Titano, e nel 2006 sbuffi di vapor d'acqua emessi dalla superficie del satellite Encelado: si tratta della prima osservazione certa di acqua non ghiacciata al di fuori della Terra.

[modifica] Ipotesi sulla formazione

In base a ricerche recenti, sui dati provenienti da osservazioni indirette sulla composizione dei due pianeti, sembra che in realtà Saturno e Giove siano molto diversi tra di loro, e dunque si siano formati con modalità differenti. Infatti analizzando tali dati sembra che Saturno abbia un nucleo formato da ferro, silicio, carbonio, azoto ed ossigeno, dove tali elementi si sono concentrati; mentre in Giove gli stessi elementi sono sparsi all'interno del pianeta. La missione della sonda spaziale Cassini, tutt'ora in corso, porterà dei dati di osservazione diretta di Saturno che elaborati dovrebbero fornire maggiori informazioni in merito.

[modifica] Curiosità

Saturno è l'unico pianeta del sistema solare ad essere caratterizzato da una densità media inferiore rispetto a quella dell'acqua; si suole affermare che, se posato sopra un immenso oceano, Saturno galleggerebbe.