Saturno
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Saturno (9,582 UA), distinto dal suo sistema di anelli, ha molte analogie con Giove, come la sua composizione atmosferica.
Riceve dal Sole, assieme ai suoi satelliti, 14,8 W/m2 di energia.
Ruota intorno al Sole in 29,66 anni.
Saturno è molto meno massiccio, essendo solo di 95 masse terrestri, ha un diametro equatoriale di 120.536 km ed un diametro polare di 108.728 km, con una densità inferiore a quella dell’acqua, pari a 0,687 kg/dm3, ne risulta poi una velocità di fuga di 35,5 km/s.
Ruota su se stesso in 10h 47′ 06”.
Gli Anelli
La caratteristica principale di Saturno sono il suo imponente sistema di anelli, visibile anche con un buon binocolo da Terra.
Gli anelli incominciano a un’altezza di circa 6.600 km dalla sommità delle nubi di Saturno e si estendono fino a 120.000 km, poco meno di un terzo della distanza Terra-Luna.
Il loro spessore è mediamente pari ad appena 10 metri.
La struttura interna
Saturno possiede una struttura interna molto simile a quella di Giove e presenta una composizione affine a quella del Sole, essendo costituito per il 75% di idrogeno e il 25% di elio, con tracce d’acqua, metano e ammoniaca.
Nello strato esterno è presente un’atmosfera dove si alternano fasce chiare e scure parallele all’equatore con perturbazioni cicloniche e formazioni di nubi; il tutto degrada nella zona sottostante, dove a densità superiori a 0,01 g/cm3 l’idrogeno diviene liquido.
La temperatura, la pressione e la densità all’interno del pianeta aumentano costantemente spostandosi verso il nucleo, e negli strati più profondi del pianeta, l’idrogeno diviene metallico
I satelliti
Sono noti 62 satelliti, due dei quali, Titano e Encelado, mostrano segni di attività geologica, anche se sono in gran parte criovulcani.
Titano è più grande di Mercurio ed è l’unico satellite del sistema solare ad avere una atmosfera densa formata da azoto e metano.
SCHEDA DEL SISTEMA DI SATURNO:
I satelliti maggiori di saturno
Mimas:
Mimas è la più interna delle lune principali di Saturno: ha un semiasse maggiore di 185.539 km.
Il suo periodo orbitale è pari a 0,942 giorni (22h 37min).
Come la maggior parte delle lune di Saturno è in rotazione sincrona e volge quindi lo stesso emisfero verso Saturno.
La densità di Mimas (1,17 volte quella dell’acqua) indica che è composto soprattutto da ghiaccio d’acqua, con solo una piccola quantità di rocce al suo interno, ha un diametro medio di 396,4 km.
Mimas è il più piccolo corpo conosciuto che si trova in equilibrio idrostatico ed a causa dell’attrazione mareale esercitata da Saturno, la forma di Mimas è quella di un ellissoide avente un asse maggiore circa il 10% più lungo di quello minore.
Mimas è responsabile della mancanza di materiale nella divisione di Cassini, poiché eventuali particelle che si trovassero ad orbitare in tale regione presenterebbero una risonanza orbitale 2:1 con esso.
La ripetizione periodica dell’influenza gravitazionale di Mimas porterebbe entro breve tempo ad una modifica dei parametri orbitali di tali particelle.
Mimas è anche in risonanza 2:1 con Teti, e in risonanza 2:3 con la piccola luna pastore dell’anello F, Pandora.
SCHEDA DI MIMAS:
Encelado:
Encelado è uno dei quattro corpi celesti del sistema solare esterno (assieme ad Io ed Europa, satelliti di Giove e la luna Tritone di Nettuno) (su Titano devono ricevere conferma) , dove sono state osservate delle eruzioni attive.
Le analisi dei gas emessi suggeriscono che siano stati generati da acqua liquida situata sotto la superficie.
Assieme alle analisi chimiche del pennacchio, queste scoperte hanno alimentato le ipotesi che Encelado sia un importante soggetto di studio nel campo dell’esobiologia.
Inoltre è stato suggerito che Encelado sia la fonte dei materiali dell’anello E.
Encelado orbita a 238.020 km da Saturno con un’eccentricità di 0,0045 in 32h 53′ 07′ che corrisponde al periodo di rotazione sincrona, ha un diametro medio di 498,8 km e con una densità di 1,3 risulta avere una massa pari a 0,00001451 Mt, ne deriva una gravità di 0,079 m/s2.
Possiede un albedo di 0,99 riflettendo in pratica tutta la luce che riceve dal Sole difatti la sua temperatura è più bassa degli altri satelliti di Saturno con un valore intorno ai -200°c.
SCHEDA DI ENCELADO:
Teti:
Teti è un corpo ghiacciato di composizione simile a Dione e Rea. La sua densità di 0.97 g/cm³ indica che è composto quasi interamente di ghiaccio d’acqua, ha un diametro di 1.062,2 km con una massa pari a 0,000103 Mt, una gravità di 0,146 m/s2 ed una velocità di fuga di 0,394 km/s.
La superficie di Teti è fortemente craterizzata e contiene numerose crepe causate dalle fratture nel ghiaccio.
Su Teti sono presenti due tipi di terreni, uno composto da regioni con molti crateri e l’altro di colore scuro e contenente una cintura leggermente craterizzata che si estende attorno alla luna.
Questa seconda regione indica che Teti fu internamente attiva nel passato.
Teti orbita a 294.619 km da Saturno in 1,887802 giorni
Teti possiede due satelliti coorbitali nei punti di lagrange L4 e L5 sono Telesto e Calipso.
SCHEDA DI TETI:
Dione:
Dione orbita attorno a Saturno in 2,736915 giorni; il semiasse maggiore della sua orbita, di 377.396 km. Dione è in risonanza orbitale 1:2 con Encelado, ossia completa un’orbita attorno a Saturno mentre Encelado ne completa due.
Questa risonanza contribuisce a mantenere l’eccentricità orbitale di Encelado (0,0047), fornendo una fonte di calore per una vasta attività geologica di quest’ultimo, che presenta una rilevante attività criovulcanica sulla sua superficie.
Dione ha un diametro di 1122,8 km con una massa pari a 0,0001834 Mt ed una densità di 1,478 che fa ipotizzare che sia composto in egual misura di ghiaccio e roccia, differenziato in un nucleo roccioso ed un mantello ghiacciato senza che vi siano strati di acqua liquida.
Dione ha due piccoli satelliti coorbitali, o troiani, Elena e Polluce.
Essi si trovano all’interno dei punti lagrangiani L4 e L5 di Dione, rispettivamente 60 gradi davanti e dietro a Dione.
Orbita a 377.896 km da Saturno in 2,7315 giorni in rotazione sincrona.
Come gli altri maggiori satelliti di Saturno, Dione è in rotazione sincrona e volge sempre la stessa faccia al pianeta.
SCHEDA DI DIONE:
Rea:
Le caratteristiche di Rea assomigliano a quelle di Dione, con emisferi anteriore e posteriore dissimili tra loro, suggerendo per le due le lune hanno simile composizione ed uguale storia.
Rea ha un diametro di 1527,6 km, seconda tra le lune di Saturno dopo Titano, ed una massa pari a 0,00039 Mt ed una densità di 1,236 kg/dm3, una gravità di 0,264 m/s2 ed una velocità di fuga di 0,635 km/s che non permette di mantenere la tenue atmosfera osservata intorno al satellite.
Ha un orbita che si trova a 527.108 km da Saturno, che compie in 4,518212 giorni in rotazione sincrona.
In base alla densità dei crateri, la superficie di Rea può essere divisa in due differenti aree; la prima contiene crateri più grandi di 40 km di diametro mentre la seconda area, nelle regioni polari ed equatoriali, ha crateri al di sotto di 40 km in diametro.
Ciò suggerisce un qualche evento di rimodellazione superficiale accaduto durante la sua formazione.
SCHEDA DI REA:
Titano:
Titano è il più grande satellite del pianeta Saturno ed uno dei corpi rocciosi più massicci dell’intero sistema solare; supera in dimensioni (ma non per massa) il pianeta Mercurio mentre per dimensioni e massa è il secondo satellite del sistema solare dopo Ganimede.
Ha un diametro di 5150 km con una massa pari a 0,0225 Mt che determina una densità di 1,88 kg/dm3, una gravità di 1,35 m/s2 ed una velocità di fuga di 2,630 km/s.
Scoperto dall’astronomo olandese Christiaan Huygens nel 1655, all’epoca Titano è stata la prima luna osservata intorno Saturno e la quinta nell’intero sistema solare.
Si trova ad orbitare a 1.222.000 km da Saturno compiendo una rivoluzione in 15,945421 giorni che corrisponde alla rotazione sincrona del satellite.
Si tratta inoltre dell’unico satellite del sistema solare in possesso di una densa atmosfera.
Titano è composto principalmente di ghiaccio d’acqua e materiale roccioso.
La sua spessa atmosfera ha impedito l’osservazione della superficie, fino all’arrivo della missione spaziale Cassini-Huygens nel 2004, che ha permesso di raggiungere la superficie con un veicolo d’atterraggio.
L’esplorazione della Cassini-Huygens ha portato alla scoperta di laghi di idrocarburi liquidi nelle regioni polari del satellite.
Geologicamente la superficie è giovane; sono presenti alcune montagne e dei possibili criovulcani, ma è generalmente piatta e liscia con pochi crateri da impatto osservati.
L’atmosfera di Titano è composta al 95% da azoto; sono presenti inoltre componenti minori quali il metano e l’etano, che si addensano formando nuvole, con una Pressione di 1.476 mBar ed una densità atmosferica di 108.667 kg/m2.
La temperatura superficiale media è molto vicina al punto triplo del metano dove possono coesistere le forme liquida, solida e gassosa di questo idrocarburo (-179°c)
Il clima, che include vento e pioggia di metano, ha creato caratteristiche superficiali simili a quelle presenti sulla Terra, come dune, fiumi, laghi e mari, e, come la Terra, presenta le stagioni.
Con i suoi liquidi e la sua spessa atmosfera, Titano è considerato simile alla Terra primordiale, ma con una temperatura molto più bassa, dove il ciclo del metano sostituisce il ciclo idrologico presente invece sul nostro pianeta.
SCHEDA DELLA SUPERFICIE:
SCHEDA DELL’ATMOSFERA:
Giapeto:
Misurazioni triassiali di Giapeto ne stimano le dimensioni radiali in 746 × 746 × 712 km , con un raggio medio di 734.5 ± 2.8 km . (Diametro 1.471 km)
Queste misurazioni sono relativamente inaccurate in quanto non tutta la superficie del satellite è stata fotografata con un’alta risoluzione.
Ha una massa pari a 0,0003 Mt con una densità di 1,083 che suggerisce che sia composto quasi interamente di ghiaccio, con una gravità di 0,233 m/s2 ed una velocità di fuga di 0,61 km/s.
A dispetto delle sue dimensioni appare evidente che la luna non è in equilibrio idrostatico, altrimenti la sua forma oblata potrebbe essere spiegata solo con un periodo di rotazione di circa 10 h, mentre Giapeto attualmente ruota attorno al proprio asse molto più lentamente, con un periodo pari a 79,3215 giorni terrestri.
Una possibile spiegazione di questa discrepanza è che la luna si sia congelata poco dopo la sua formazione, quando la rapida rotazione ne schiacciava i poli; nel corso del tempo la rotazione avrebbe continuato a rallentare per via degli attriti mareali e la sua forma sarebbe rimasta invariata.
La superficie di Giapeto ha una distintiva colorazione a due toni.
Un emisfero è scuro (albedo 0,03–0,05) con una lieve colorazione rossastra, mentre l’altro emisfero è brillante (albedo 0,5, quasi quanto Europa).
Questa differenza è così evidente che Gian Domenico Cassini notò che poteva osservare Giapeto solamente su un lato di Saturno e non sull’altro.
SCHEDA DI GIAPETO:
Iperione e Febe:
Iperione è un corpo irregolare tra i più grandi del sistema solare, si ritiene che sia un frammento di un corpo maggiore interessato da un impatto catastrofico, presenta anche una densità insolita (0,544 kg/dm3) la più bassa finora tra i satelliti conosciuti che fa pensare che abbia spazi vuoti e porosità ipotizzando che sia un’aggregazione di vari frammenti.
Da un punto di vista geologico, la superficie di Iperione è dominata da un grande cratere largo 120 km e profondo 10 km
Il satellite è ricco di crateri minori profondi e particolarmente scoscesi, che gli conferiscono un tipico aspetto spugnoso ed il fondo dei crateri è colmo di materiale più scuro.
La sua porosità e la sua bassa gravità sulla superficie sono l’effetto di numerosi impatti con rocce spaziali, che hanno compresso il materiale.
Ha dimensioni di 360×266×205 km che ne fanno un corpo irregolare, mentre orbita a 1.500.934 km da Saturno con un eccentricità di 0,1042.
Altra particolarità di Iperione è il fatto di possedere una rotazione caotica su più assi di rotazione, altra conferma di un passato violento.
Febe orbita attorno a Saturno con moto retrogrado ed è 4 volte più distante da Saturno di Giapeto, avendo un semiasse maggiore di 12.947.913 chilometri. Il suo periodo orbitale è di 550,3 giorni.
Febe è grosso modo sferico, ma non in equilibrio idrostatico, e ha un diametro medio di 213 chilometri, circa un quindicesimo del diametro della nostra Luna.
La sua temperatura di superficie è di (-163 °C).
La maggior parte delle lune interne di Saturno hanno superfici molto brillanti, mentre l’albedo di Febe è invece molto basso (0,06), e quindi presenta una superficie molto scura.
La superficie risulta pesantemente craterizzata, con crateri larghi fino a 80 chilometri ed uno di essi ha pareti alte fino a 16 km.
Febe non si trova in rotazione sincrona ed ha un periodo di rotazione di (9 h 16 min 25 s ± 3 s).
L’ANELLO DI FEBE:
Nel 2009, grazie alle osservazione del telescopio spaziale Spitzer, è stato scoperto il più grande anello di Saturno mai osservato fino ad ora. Questo anello è enorme e si trova alla periferia del sistema di Saturno, ha un’orbita inclinata di 27º rispetto al piano del sistema dei sette anelli principali. Il nuovo anello, che si ritiene sia originato da Febe, è composto di ghiaccio e di polvere allo stato di particelle alla temperatura di -157 °C. Questo anello è visibile solo nell’infrarosso in quanto le particelle che lo compongono non riflettono la luce visibile. Si estende da circa 6 milioni di km fino a circa 12 milioni di km dal centro di Saturno. Le particelle che lo compongono ruotano come Febe in moto retrogrado, al contrario degli altri anelli interni.
