Saturn (astronomie)

Saturn
Fotografie a lui Saturn făcută de Voyager 2 pe 4 august 1981 de la aproximativ 21 de milioane de kilometri. Trei dintre sateliții săi de gheață pot fi văzuți în stânga; în ordinea distanței față de planetă: Thetis , Dione și Rhea . Umbra lui Teti este aruncată pe emisfera sudică a lui Saturn.
Mama vedetă	Soare
Clasificare	Gigant gazos
Parametrii orbitali
(la momentul respectiv J2000)
Axa semi-majoră	1 433 530 000 km 9.5825561773855 au [1]
Periheliu	1 352 550 000 km 9.0412383122242 au [1]
Afelion	1 515 500 000 km 10,130491783798 au [1]
Circum. orbital	8 447 660 938 km 56.469125519445 au [N 1]
Perioadă orbitală	29,45 ani (10 756,6125 zile ) [1]
Perioada sinodică	378,09 [1] zile
Viteza orbitală	9,09 km / s [1] (min) 9,68 km / s [1] (medie) 10,18 km / s [1] (max)
Înclinare pe ecliptică	2,485 ° [1]
Excentricitate	0,0565 [1]
Longitudine de nod ascendent	113,71504 ° [1]
Argom. a periheliului	92,43194 ° [1]
Sateliți	82 [2]
Inele	500-1000 [3]
Date fizice
Diametru egal	120 536 km [1]
Diametrul polar	108 728 km [1]
Zdrobitor	0,09796 [1]
Suprafaţă	4,26 × 10 16 m² [4]
Volum	8,27 × 10 23 m³ [4]
Masa	5.6834 × 10 26 kg [1]
Densitate medie	0,687 × 10 3 kg / m³ [1]
Accelerare de greutate la suprafață	8,96 m / s² [1] (0,914 g)
Viteza de evacuare	35 500 m / s [1]
Perioada de rotație	0,445 zile [1] (10 h 33 min 38 s)
Viteza de rotație (la ecuator)	9 849 m / s [N 2]
Înclinarea axială	26,73 ° [1]
AR polul nord	40,59 ° [1] (2 h 42 min 21 s)
Declinaţie	83,54 ° [1]
Temperatura la vârful norilor	93 K (medie)
Temperatura superficial	82 K (-191 ° C) (min) 143 K (−130 ° C) (medie)
Presiunea atmosferică	140 000 Pa
Albedo	0,47
Date observaționale
Aplicația Magnitude.	0,7 [1] (medie) 0,43 [1] (max)
Aplicația Magnitude.	1.2 și −0.24
Magnitudine abs.	28
Diametru aparent	14,5 " [1] (min) 20,1 " [1] (max)
Editați datele pe Wikidata · Manual

Saturn este a șasea planetă din sistemul solar în ordinea distanței față de Soare și a doua cea mai masivă planetă după Jupiter . Cu o rază medie de 9,48 ori mai mare decât a Pământului și o masă de 95 de ori mai mare decât cea a Pământului . Saturn, cu Jupiter, Uranus și Neptun , este clasificat ca un gigant gazos . ^[5] Numele derivă din zeul omonim al mitologiei romane , omolog al titanului grecesc Cronus . ^[6] Simbolul său astronomic (♄ ) este o reprezentare stilizată a coasei zeului agriculturii .

Saturn este compus din 95% hidrogen și 3% heliu, urmat de celelalte elemente. Miezul, format din silicați și înghețuri , este înconjurat de un strat gros de hidrogen metalic și, prin urmare, de un strat exterior gazos . ^[7]

Vânturile din atmosfera lui Saturn pot ajunge 1.800 km / h , ^[8] rezultând semnificativ mai rapid decât cei de pe Jupiter și ușor mai încet decât cei care suflă în atmosfera lui Neptun . ^[9]

Saturn are un sistem extins și vizibil de inele constând în principal din particule de gheață și praf de silicat. Cu cele 82 de luni cunoscute ^[10] , Saturn deține recordul pentru cel mai mare număr de sateliți din sistemul solar . Dintre acestea, Titan este cea mai mare și, de asemenea, singura lună din sistemul solar care are o atmosferă semnificativă. ^[11]

Observare

Același subiect în detaliu: Observarea lui Saturn .

Tabel ilustrativ al articolului lui Gottfried Heinsius Observații despre fazin [!] Saturni rotundam publicat în Acta Eruditorum din 1761.

Saturn așa cum apare într-un telescop newtonian de 250 mm

Cel mai bun moment pentru a observa Saturn și inelele sale este opoziția , când alungirea planetei este de 180 ° și, prin urmare, Saturn se află în partea de cer opusă Soarelui. Saturn apare cu ochiul liber pe cerul nopții ca un punct gri-gălbui strălucitor cu o magnitudine aparentă care oscilează de obicei între 1 și 0. Diametrul său este prea mic pentru a fi perceput și cu ochiul liber planeta apare întotdeauna ca un punct un telescop sau binoclu cu cel puțin 30 de măriri pentru a putea distinge discul planetei și inelele. ^[12] Saturn are o perioadă de revoluție de 29,5 ani și aproximativ la fiecare 15 ani, când se află în anumite puncte ale orbitei sale, inelele dispar scurt din vedere deoarece ajung să fie perfect tăiate așa cum se vede de pe Pământ. ^[13]

În plus față de distanța față de Pământ, strălucirea lui Saturn depinde și de poziția inelelor: dacă acestea sunt orientate într-un mod favorabil, așa cum sa întâmplat de exemplu în 2002, acestea sunt mai vizibile și contribuie la creșterea semnificativă a luminozității aparente. a lui Saturn. ^[14]

Uneori Saturn, ca și alte corpuri din sistemul solar care se află lângă ecliptică , este ascuns de Lună . În cazul lui Saturn, fenomenul are loc cu anumite cicluri: o perioadă de douăsprezece luni, în care planeta este ascunsă de douăsprezece ori de Lună, urmează o perioadă de aproximativ cinci ani, timp în care nu apar ocultări. Acest lucru se întâmplă deoarece orbita Lunii în jurul Pământului este înclinată față de orbita Pământului în jurul Soarelui și numai atunci când Saturn se află în punctul în care orbita Lunii traversează „planul ecliptic” apar ocultări. ^[15]

Istoria observațiilor

Saturn este penultimul planetelor vizibile cu ochiul liber și este cunoscut din cele mai vechi timpuri. ^[16] Astronomii babilonieni au observat și înregistrat în mod regulat mișcările planetei. ^[17] În mitologia romană antică, zeul Saturn, de la care planeta își ia numele, era zeul agriculturii și era considerat echivalentul titanului grec Cronus. ^[18] Omul de știință grec Ptolemeu și-a bazat calculele orbitei lui Saturn pe observațiile făcute în timp ce planeta era în opoziție . ^[19]

Primul astronom care a observat forma sa particulară a fost Galileo , care în 1610 nu a putut rezolva complet figura planetei înconjurată de inelele sale. Inițial planeta i s-a arătat însoțită de alte două corpuri pe laturi și, prin urmare, a numit-o „cu trei corpuri”. ^[20] Cu observațiile ulterioare și utilizarea instrumentelor mai avansate, variația unghiului vizual al inelelor i-a arătat treptat diferite aspecte, ceea ce l-a determinat să definească planeta ca bizară. Galileo în schițele sale a ipotezat diverse soluții pentru forma lui Saturn, inclusiv posibile inele care erau tangente la suprafața corpului ceresc. ^[21]

În secolele următoare, Saturn a făcut obiectul unor studii aprofundate. În 1649 Eustachio Divini , un constructor de telescoape din regiunea Marche , a publicat pentru prima dată o ilustrare detaliată a inelelor lui Saturn; teologul catolic Leone Allacci la mijlocul secolului al XVII-lea a teoretizat cu fantezie că inelele proveneau din preputul Sfânt . ^[22] În 1655 astronomul olandez Christiaan Huygens a fost primul care a ghicit natura inelară a corpurilor văzute de Galileo în jurul planetei și a descoperit și satelitul Titan . ^[21] Giovanni Cassini în 1675 a fost primul care a făcut ipoteza naturii inelelor și a identificat prima subdiviziune , sau lacună, care încă îi poartă numele astăzi. De asemenea, a descoperit alte patru luni saturniene: Rhea în 1671, Iapetus în 1672, Dione și Thetis în 1684. ^[23] Natura „granulară” a inelelor a fost demonstrată teoretic în 1859 de fizicianul scoțian James Clerk Maxwell . ^[24]

În 1899, William Henry Pickering a descoperit Phoebe , un satelit neregulat care nu se rotește sincronizat cu Saturn ca celelalte luni majore. Phoebe a fost primul satelit descoperit pe o orbită retrogradă . ^[23] În secolul al XX-lea, studiile despre Titan au condus la confirmarea faptului că acesta era înconjurat de o atmosferă groasă, unică printre sateliții naturali ai sistemului solar. ^[25]

Explorarea spațiului

Același subiect în detaliu: Explorarea lui Saturn .

Una dintre cele două sonde ale programului Voyager .

Pionier 11

Pioneer 11 a fost prima navă spațială care a efectuat un zbor aproape de Saturn în septembrie 1979, când a trecut la 20.000 de kilometri de vârful norilor planetei. Au fost realizate imagini cu planeta și unele dintre lunile ei, deși rezoluția redusă nu a permis detectarea detaliilor suprafeței.

Nava spațială a studiat, de asemenea, inelele planetei, descoperind inelul subțire F și faptul că golurile întunecate apar strălucitoare atunci când sunt privite în unghiuri de fază ridicate față de Soare, indicând că acestea conțin particule subțiri capabile să împrăștie lumina. Pioneer 11 a măsurat și temperatura lui Titan. ^[26]

Sondele Voyager

Același subiect în detaliu: programul Voyager .

Sonda Voyager 1 a vizitat sistemul Saturn în noiembrie 1980, trimițând primele imagini de înaltă rezoluție ale planetei, inelelor și lunilor sale majore, făcând, de asemenea, un flyby cu Titan, sporind cunoașterea atmosferei sale și confirmând impenetrabilitatea lui însuși la lungimile de undă ale spectrului vizibil , împiedicând vederea suprafeței. ^[27]

În august 1981, aproape un an mai târziu, Voyager 2 a continuat studiul sistemului Saturn. El a achiziționat alte câteva imagini din prim-plan ale lunilor lui Saturn care arată dovezi ale unor schimbări în atmosferă și inele. Din păcate, în timpul zborului, placa rotativă a camerei a înghețat câteva zile și unele imagini planificate s-au pierdut. Gravitația lui Saturn a fost apoi folosită pentru a direcționa sonda spre Uranus . ^[27]

Sondele au descoperit câțiva noi sateliți care orbitează în apropierea sau în interiorul inelelor planetei, precum și unele goluri între inelele în sine, cum ar fi Divizia lui Maxwell , între Inelul B și Inelul C , și Divizia Keeler , în interiorul inelului A. ^[28]

Cassini-Huygens

Misiunea spațială Cassini-Huygens .

Soarele a eclipsat de Saturn, într-o imagine făcută de sonda Cassini.

Lansată la 15 octombrie 1997, sonda spațială Cassini-Huygens a intrat pe orbită în jurul Saturnului la 1 iulie 2004, cu scopul de a studia sistemul saturnian și de a trimite ulterior un lander pe suprafața misterioasă a Titanului, până atunci necunoscută din cauza densității atmosferice pătură care învăluie luna principală a lui Saturn. ^[29]

De la începutul anului 2005, Cassini a detectat fulgere în atmosfera lui Saturn, de aproximativ 1.000 de ori mai puternice decât fulgerele Pământului. ^[30] În 2006, NASA a raportat că Cassini a găsit dovezi de apă lichidă pe Enceladus , care se scurge de sub suprafața înghețată prin gheizeruri . Imaginile Cassini au arătat jeturi de particule înghețate care din regiunea polară sudică a lunii au ajuns pe orbita în jurul Saturnului. Potrivit unor oameni de știință, alte luni din sistemul solar pot avea oceane de apă lichidă sub suprafață, cu toate acestea, în cazul Enceladus, acestea ar putea fi la doar câteva zeci de metri sub suprafața înghețată. ^[31] În mai 2011, oamenii de știință ai NASA au susținut că Enceladus ar putea fi cel mai locuibil loc al sistemului solar pentru viață, așa cum este cunoscut de om. ^[32]

Cassini a făcut numeroase descoperiri de-a lungul anilor: între 2006 și 2007 au fost descoperite lacuri și mări de hidrocarburi pe Titan, dintre care cea mai mare este de mărimea Mării Caspice . ^[33] În octombrie 2006, nava spațială a înregistrat o uriașă furtună în polul sud al lui Saturn. ^[34]

După descoperirea a opt noi sateliți, misiunea principală a lui Cassini s-a încheiat în 2008, însă a fost extinsă mai întâi până în 2010 și apoi extinsă până în 2017. ^[35]

În aprilie 2013, Cassini a trimis imagini ale unui uragan uriaș peste polul nord al planetei, de 20 de ori mai mare decât cele văzute pe Pământ, cu vânturi suflând la peste 530 km / h. ^[36]

La 19 iulie 2013, NASA a anunțat pentru prima dată că o serie de fotografii vor fi făcute din sistemul solar exterior către Pământ: Cassini, în spatele discului lui Saturn pentru a evita strălucirea Soarelui, a imortalizat Pământul și Luna de la o distanță de 1,5 miliarde de km. De la acea distanță, Pământul a apărut ca un mic punct albastru cu un punct alb și mai mic lângă el (Luna). ^[37]

Parametrii orbitali

Același subiect în detaliu: parametrii orbitali ai lui Saturn .

Distanța medie a lui Saturn de Soare este de km și durează aproximativ 29,5 ani pentru a finaliza o orbită, prezentată aici în roșu, în jurul Soarelui.

Saturn orbitează Soarele la o distanță medie de 1.427 × 10 ⁹ km , acoperind o revoluție completă în 29.458 de ani de pe Pământ. Orbita sa este înclinată de 2.488º față de ecliptică și are o excentricitate de 0.0560. La distanță, lumina soarelui apare de 100 de ori mai puțin intensă decât lumina de pe Pământ . ^[1]

Axa de rotație este înclinată cu 26,731 °, oferind planetei un ciclu de anotimpuri mai mult sau mai puțin similar cu cel al Pământului și al lui Marte, dar mult mai lung. Perioada de rotație a lui Saturn pe axa sa variază în funcție de altitudine; straturile superioare, în regiunile ecuatoriale, durează 10.23378 ore pentru a finaliza o revoluție completă, în timp ce nucleul și mantaua se rotesc în 10.67597 ore. ^[38]

În martie 2007 s-a constatat că variația emisiilor radio ale planetei nu corespunde vitezei de rotație a lui Saturn. Această variație ar putea fi cauzată de activitatea gheizerelor de pe suprafața lunii Enceladus . Vaporii de apă emiși pe orbita din jurul lui Saturn de această activitate creează un obstacol în calea câmpului magnetic al planetei, încetinind rotația sa față de rotația planetei. ^[39]

Cea mai recentă estimare a perioadei de rotație a lui Saturn, bazată pe o medie a diferitelor măsurători efectuate de sondele Cassini, Voyager și Pioneer, a fost raportată în septembrie 2007 și este echivalentă cu 10 ore, 32 minute și 35 secunde. ^[40]

Caracteristici fizice

Zdrobirea la polii lui Saturn - Comparație cu o sferă (f = 0).

Cu o masă egală cu 95,181 de ori și un volum egal cu 744 de ori mai mare decât al Pământului, Saturn este a doua cea mai mare planetă din sistemul solar după Jupiter. Este clasificat ca un gigant gazos deoarece straturile exterioare sunt formate în principal din gaz și îi lipsește o suprafață definită, deși poate avea un miez solid. Saturn apare vizibil aplatizat la poli , cu diametrul său ecuatorial și polar ( 120 536 km și 108 728 km respectiv) care diferă cu aproape 10%. ^[1] Această formă este rezultatul rotației rapide și al compoziției sale chimice , cu cea mai mică densitate din sistemul solar, ușor de deformat. Celelalte planete, și în special giganții gazoși, sunt, de asemenea, deformate într-un mod similar, dar mult mai puțin vizibil. ^[41] Saturn este, de asemenea, singura planetă din sistemul solar cu o densitate medie mai mică decât cea a apei : singură 0,69 g / cm³ . În realitate, valoarea medie este o combinație de densități foarte mici în atmosfera planetei și densități mai mari în interior, cu siguranță mai mari decât cea a apei. Pentru aceste valori se presupune că planeta are un miez de roci și metale care nu este deosebit de masiv. Saturn are o masă de 95 de ori mai mare decât Pământul și, împreună cu Jupiter, reprezintă 92% din masa planetară totală a sistemului solar. ^[42]

Structura interna

Același subiect în detaliu: structura internă a lui Saturn .

Structura internă a lui Saturn.

Saturn are o structură internă foarte asemănătoare cu cea a lui Jupiter și are o compoziție similară cu cea a Soarelui, fiind alcătuit din 75% hidrogen și 25% heliu , cu urme de apă, metan și amoniac . ^[43] În stratul exterior există o atmosferă în care benzile luminoase și întunecate alternează paralel cu ecuatorul cu perturbații ciclonice și formațiuni de nori; întregul se degradează în zona de mai jos, unde la densități mai mari de 0,01 g / cm ³ hidrogenul devine lichid. Temperatura, presiunea și densitatea din interiorul planetei cresc în mod constant pe măsură ce se deplasează spre nucleu, iar în straturile mai profunde ale planetei hidrogenul devine metalic ^[42] .

În centrul planetei se află nucleul . Modelele planetare standard sugerează că în Saturn există un mic miez stâncos similar în compoziție cu cel al Pământului , dar mai dens. În 2004, astronomii francezi Didier Saumon și Tristan Guillot au estimat că masa nucleului lui Saturn este între 9-22 de ori masa pământului , ceea ce corespunde unui diametru de aproximativ 25.000 de kilometri; în miez atinge temperatura de aproape 12 000 ° C și presiunea de 10 milioane de atmosfere . ^{[44] [45]} Miezul este înconjurat de un strat gros de hidrogen metalic lichid , urmat de un strat lichid de hidrogen molecular și heliu care se transformă în gaz odată cu creșterea altitudinii. Stratul cel mai exterior se întinde pe 1.000 km și constă dintr-o atmosferă gazoasă. ^[46]

Saturn, la fel ca Jupiter, radiază energetic radiația infraroșie mai mult decât dublul celei pe care o primește de la Soare. Doar o parte din această energie este atribuibilă mecanismului Kelvin-Helmholtz ; un mecanism suplimentar care ar explica căldura generată este acela al unei „ploi de heliu” din interior: picături de heliu, hidrogen mai greu, se scufundă în ocean subiacent lichid și se comprimă, eliberează căldura la convecție migrează la înălțime până în atmosferă, unde poate scăpa în spațiul cosmic. ^{[47] [48]}

Atmosfera

Același subiect în detaliu: atmosfera lui Saturn .

Imagine Cassini în culori false ale „Furtunii Dragonului” lui Saturn (dreapta sus).

Atmosfera exterioară a lui Saturn este compusă din 96,3% hidrogen și 3,25% heliu . ^[49] Procentul de heliu este considerabil mai mic decât abundența acestui element în Soare. ^[50] Cantitățile de elemente mai grele decât heliul nu sunt cunoscute cu precizie; masa elementelor grele a fost dedusă din modelul formării sistemului solar și a fost estimată, în cazul lui Saturn, de 19-31 ori masa Pământului, cu un procent semnificativ situat în regiunea planetei nucleu. ^[51]

Urme de amoniac , acetilenă , etan , propan , fosfină și metan au fost de asemenea găsite în atmosfera lui Saturn. ^{[52] [53]} Norii superiori sunt compuși din cristale de amoniac, care îi conferă aspectul tipic gălbui, în timp ce cele din straturile inferioare par a fi compuse din hidrosulfură de amoniu (NH ₄ SH) sau apă. ^[54] Radiațiile ultraviolete de la Soare determină fotoliza metanului în atmosfera superioară, provocând o serie de reacții chimice ale hidrocarburilor cu produsele rezultate transportate în jos de vârtejurile atmosferice. Acest ciclu fotochimic este guvernat de ciclul sezonier anual al lui Saturn. ^[55]

Trupe

Atmosfera lui Saturn prezintă benzi similare cu cele ale lui Jupiter , dar mult mai slabe și mai largi în apropierea ecuatorului . Formațiile atmosferice (pete, nori) sunt atât de slabe încât nu au fost niciodată observate înainte de sosirea sondelor Voyager . De atunci, telescoapele de pe sol și pe orbită s-au îmbunătățit până la punctul în care pot efectua observații regulate ale caracteristicilor atmosferice ale lui Saturn. S-au găsit furtuni cu formă ovală de lungă durată care sunt foarte asemănătoare cu cele ale lui Jupiter. În 1990, telescopul spațial Hubble a observat un imens nor alb lângă ecuatorul planetei, iar altul a fost observat în 1994 . ^[56]

Compoziția norilor variază cu adâncimea și presiunea crescândă. În straturile superioare, cu temperaturi între 100-160 K și presiuni cuprinse între 0,5 și 2 bari , norii constau din amoniac înghețat. Coborând în atmosfera lui Saturn sunt nori de gheață de apă, unde presiunea este cuprinsă între 2,5 bar și 9,5 bar și temperaturi cuprinse între 185 și 270 K. Mai jos este un strat de hidrosulfură de amoniu înghețat, la presiuni între 3-6 bar și temperaturi între 290 și 235 K. În cele din urmă, în straturile inferioare, unde presiunile sunt de aproximativ 10-20 bari și temperaturi de 270-330 K, există o zonă compusă din picături de apă amestecate cu amoniac în soluție apoasă . ^[57]

O diferență substanțială între atmosferele lui Jupiter și Saturn este prezența benzilor deschise și întunecate, în special la ecuator, foarte evidentă în prima, dar extrem de moale și scăzută în contrast în cealaltă. Motivul este un strat mai gros de ceață care depășește o parte din atmosfera superioară a lui Saturn, probabil cauzată de temperatura mai scăzută (130 K în atmosfera superioară), care favorizează formarea norilor mai adânci decât Jupiter. ^[58] Cu toate acestea, atmosfera saturniană este traversată de vânturi foarte puternice, care suflă până la 1 800 km / h în apropierea ecuatorului. ^[8] Există, de asemenea, cicloni, în special la latitudini mari, cu o durată relativ scurtă, cum ar fi cea luată de Telescopul Spațial Hubble în 1990, un exemplu tipic al Marii Pete Albe , furtuni temporare care se formează în timpul verilor saturniene din emisfera nordică și, de asemenea, observată în 1876, 1903, 1933 și 1960, neprezentă în timpul trecerii sondelor Voyager. ^[59]

Hexagonul lui Saturn

Același subiect în detaliu: hexagonul lui Saturn .

Polul nord al Saturnului luat de Cassini la 9 septembrie 2016: puteți vedea perfect forma hexagonală a norilor săi.

În anii optzeci, cele două sonde ale Programului Voyager au fotografiat o structură hexagonală prezentă lângă polul nord al planetei, la latitudine 78 ° N, structură care a fost ulterior observată și de sonda Cassini . Fiecare parte a hexagonului măsoară aproximativ 13.800 km, mai mult decât diametrul Pământului. ^[60] Întreaga structură, unică în sistemul solar, se rotește într-o perioadă de 10 ore 39 minute și 23 de secunde, echivalentă cu perioada de rotație a câmpului de emisie radio, care se presupune a fi egală cu perioada de rotație a sistemului intern. părți din Saturn. Structura hexagonală nu se mișcă în longitudine, așa cum fac alți nori în atmosfera vizibilă și pare a fi destul de stabilă în timp. ^[61]

Cauzele prezenței acestei forme geometrice regulate nu sunt încă cunoscute, dar se pare că nu există nicio legătură cu emisia radio a lui Saturn și cu activitatea sa de aurore polare. ^{[62] [63]}

Ciclonul polului sud

Telescopul spațial Hubble între 1997 și 2002 a observat un jet de curent în apropierea polului sud, dar nici o structură comparabilă cu hexagonul polului nord. ^[64] În noiembrie 2006, NASA a raportat că un uragan centrat în polul sud, cu un ochi bine definit al ciclonului , a fost observat folosind imagini de la nava spațială Cassini. ^[65] Descoperirea a avut o importanță considerabilă, deoarece ciclonii cu așa-numitul „ochi” nu au fost niciodată observați în sistemul solar, în afară de Pământ, chiar și atunci când nava Galileo a observat îndeaproape Marea Pată Roșie a lui Jupiter. ^[66] Ciclonul ar fi putut exista de miliarde de ani, este de dimensiunea Pământului și în interiorul ciclonului vânturile suflă la 550 km / h, adică la dublul vitezei unui uragan terestru de categoria 5 . ^[67]

Camp magnetic

Același subiect în detaliu: magnetosfera lui Saturn .

Câmpul magnetic al lui Saturn.

Existența magnetosferei lui Saturn a fost constatată de sonda Pioneer 11 în 1979. De formă simplă și simetrică, intensitatea sa la ecuator este de 0,2 gauss ( 20 μT ), aproximativ o douăzecime din cea a lui Jupiter și chiar puțin mai slab decât câmpul magnetic al Pământului. ^[68] Când Voyager 2 a intrat în magnetosfera lui Saturn, intensitatea vântului solar a fost ridicată și magnetosfera s-a extins doar până la 19 raze saturniene, adică 1,1 milioane de kilometri. ^[69]

Originea sa, ca și pentru planeta Jupiter, se datorează stratului de hidrogen lichid din interiorul planetei, unde se produc descărcări electrice frecvente și vitezei de rotație ridicate. Un alt factor care explică magnetosfera sa slabă derivă din orientarea sa, care este aproape coincidentă cu axa de rotație a planetei, cu o abatere de numai 1 °, față de 10 ° a lui Jupiter. ^[70]

Magnetosfera este compusă din benzi de radiație sub forma unui tor în care se găsesc electroni și nuclei atomici ionizați . Întregul se întinde pe peste 2 milioane de kilometri și chiar mai departe în direcția opusă celei a Soarelui. Interacțiunea dintre magnetosferă și ionosferă determină aurore polare care înconjoară polii. Aceste aurore au fost fotografiate și de telescopul spațial Hubble. ^[70]

Alte interacțiuni datorate câmpului magnetic au fost observate între sateliții săi: un nor compus din atomi de hidrogen care merge de pe orbita lui Titan pe orbita lui Rea și un disc de plasmă , format tot din ioni de hidrogen și oxigen, care se extind de pe orbita lui Thetis aproape pe orbita lui Titan. ^[68]

Inele

Același subiect în detaliu: Inelele lui Saturn .

Inelele planetare ale lui Saturn, așa cum este văzut de nava spațială Cassini.

Saturn are un sistem de inele planetare , alcătuit din milioane de mici obiecte înghețate, care variază de la micrometru la metru, orbitând planeta pe planul său ecuatorial și organizate într-un inel plat. Deoarece axa de rotație a lui Saturn este înclinată față de planul său orbital , inelele sunt, de asemenea, înclinate. ^[71] Această natură „granulară” a inelelor a fost demonstrată teoretic încă din 1859 de către fizicianul scoțian James Clerk Maxwell . ^[72]

Inelele încep la o înălțime de aproximativ 6.600 km de vârful norilor lui Saturn și se extind până la 120.000 km, puțin sub o treime din distanța Pământ-Lună. Se crede că grosimea lor este în medie de doar 10 metri. ^[73]

Inele de Saturn în culori naturale.

Descoperirea lor se datorează lui Christiaan Huygens , în 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 difficilmente visibili, non gli avevano permesso di distinguerne la forma con chiarezza. ^[74]

Gli anelli sono divisi in sette fasce, separate da divisioni 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. ^[71]

L'origine degli anelli è sconosciuta. Ci sono due ipotesi principali al riguardo: che siano il risultato della distruzione di un satellite di Saturno, provocata da 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. Parte del ghiaccio della parte centrale degli anelli proviene dalle eruzioni del criovulcanismo di Encelado. ^[75] In passato gli astronomi pensavano che gli anelli si fossero formati assieme al pianeta miliardi di anni fa, ^[76] tuttavia studi più recenti sembrano suggerire che l'età degli anelli sia probabilmente solo di alcune centinaia di milioni di anni. ^[77]

Composizione

Moonlet che genera degli effetti d'ombra visibili sull'anello A, immagine ripresa dalla sonda Cassini nel 2009.

La composizione degli anelli principali, i primi quattro scoperti, anello A , B , C e D è per più del 99% di acqua pura in forma di agglomerati di ghiaccio, ^[78] che li dota di una brillantezza notevole, dalla grandezza variabile mediamente tra 1 centimetro e 10 metri. Lo spessore degli anelli varia da 10 metri ^[79] a un chilometro, apparendo quindi sottili all'osservazione. La densità di queste particelle varia da anello ad anello e anche all'interno dell'anello stesso, passando da valori di 40-140 grammi per centimetro quadrato a valori di circa zero in quelle che vengono definite divisioni o separazioni: ^[80] spazi vuoti che separano gli anelli o all'interno di un anello, creati probabilmente da un gioco di risonanze gravitazionali dei satelliti pastori.

Alcuni agglomerati di ghiaccio più massicci possono alterare lievemente l'uniformità dell'anello. Agglomerati dell'ordine di centinaia di metri vengono definiti "minilune" ( moonlet in inglese) e non sono visibili al telescopio e nemmeno alle sonde che finora hanno visitato il pianeta, bensì creano delle perturbazioni che generano dei giochi di luce e ombra visibili solo in determinati periodi dell'anno saturniano. La NASA stima che gli anelli potrebbero "nascondere" milioni di minilune. ^[81]

Anello di Febe

Immagine artistica dell'anello più esterno di Saturno.

Nell'ottobre del 2009 grazie al telescopio spaziale Spitzer è stato scoperto il più grande anello di Saturno mai osservato in precedenza. Questo enorme anello si trova alla periferia del sistema di Saturno, in 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. Pur essendo molto esteso questo anello è rilevabile solo nello spettro infrarosso, perché non riflette la luce visibile. La massa dell'anello comincia a una distanza di circa 6 milioni di chilometri dal pianeta e si estende fino a 11,9 milioni di chilometri. ^[82] La scoperta potrebbe essere decisiva per risolvere il problema legato alla colorazione del satellite Giapeto : gli astronomi ritengono che le particelle dell'anello, che orbitano intorno a Saturno con moto retrogrado (proprio come Febe), vadano a collidere contro la superficie di Giapeto quando esso, durante il suo moto orbitale , attraversa l'anello. ^[83]

Satelliti naturali

Lo stesso argomento in dettaglio: Satelliti naturali di Saturno e Satelliti ipotetici di Saturno .

Il transito sul disco di Saturno di quattro delle sue lune, riprese dal telescopio spaziale Hubble. Da sinistra a destra, nei pressi del piano degli anelli, si scorgono Encelado, Dione e Mimas, mentre Titano è ben visibile in alto a destra sul disco di Saturno.

Saturno possiede un elevato numero di satelliti naturali , 82, ^[2] 12 dei quali scoperti solo nel 2005 grazie al telescopio giapponese Subaru ^{[84] [85]} e altri 15 scoperti tra il 2006 e il 2009. ^[86] A maggio 2014 solo 53 di essi hanno un nome proprio. ^[86] È difficile quantificare con precisione il loro numero, perché tecnicamente tutti i minuscoli corpi ghiacciati che compongono gli anelli di Saturno sono da considerarsi satelliti. Molte delle lune sono piuttosto piccole: 34 di esse hanno un diametro minore di 10 km, mentre 14 hanno diametro inferiore ai 50 km. Tradizionalmente, la maggior parte delle lune di Saturno portano i nomi dei Titani della mitologia greca. ^[87] Quando nel XX secolo i nomi dei Titani furono esauriti, le lune presero il nome da personaggi della mitologia greca e romana o da giganti di altre mitologie. ^[88] Tutte le lune irregolari (eccetto Febe) hanno nomi di divinità della mitologia inuit , di quella celtica e di giganti di ghiaccio della mitologia norrena . ^[89]

Il satellite saturniano di gran lunga più interessante è Titano , l'unico satellite del sistema solare a possedere una densa atmosfera e che da solo costituisce oltre il 95% della massa orbitante attorno a Saturno, anelli compresi. ^{[90] [91]} Titano fu anche il primo satellite saturniano scoperto, nel 1655, da Christiaan Huygens . Seguirono, tra il 1671 e il 1684, le scoperte di Teti , Dione , Rea e Giapeto da parte di Giovanni Cassini. ^[92] Passò poi più di un secolo prima della scoperta, nel 1789, di Mimas e Encelado da parte di William Herschel , mentre Iperione fu scoperto nel 1848 da WC Bond , GP Bond ^[93] e William Lassell . ^[94] , e fu l'ultimo scoperto con l'osservazione diretta tramite telescopi ottici. Già Febe , nel 1899, fu scoperto da William Henry Pickering mediante l'uso di lastre fotografiche a lunga esposizione. ^[95] Nel 1966 venne scoperto Giano , ^[96] che dette molti grattacapi agli astronomi del tempo: i dati acquisiti dalle osservazioni davano valori incompatibili relativamente al periodo e alla distanza da Saturno. ^[97] Solo nel 1978 si ipotizzò che potesse esistere un altro satellite naturale a condividere la stessa orbita, unica spiegazione possibile del fenomeno osservato. ^[97] Nel 1980 la sonda Voyager 1 confermò l'esistenza di Epimeteo nella stessa orbita di Giano, unico caso nel sistema solare di due satelliti che condividono la stessa orbita.

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 o lacune, e la forza di marea con Saturno porta effetti perturbanti sulle orbite dei satelliti minori. ^[98] I satelliti di Saturno possono essere divisi a grandi linee in dieci gruppi a seconda delle orbite attorno al pianeta. Oltre alle piccole lune degli anelli, ai satelliti pastori , alle lune co-orbitali e alle lune irregolari, i grandi satelliti sono sostanzialmente divisi in "interni" ed "esterni": i satelliti interni orbitano all'interno del tenue Anello E e tra questi sono compresi Mimas, Encelado, Teti e Dione, le cui orbite sono contraddistinte da una bassa eccentricità orbitale e un' inclinazione orbitale inferiore a 1,5°, con l'eccezione di Giapeto , che ha un'inclinazione di 7,57°. Le grandi lune esterne, Rea, Titano, Iperione e Giapeto, orbitano di là dall'Anello E e in genere hanno un'inclinazione e un'eccentricità orbitale decisamente più elevata. ^[99]

Schema degli anelli e dei satelliti di Saturno.

Tra le lune irregolari la più grande è Febe , che ha un diametro di 220 km, un semiasse maggiore di quasi 1,3 milioni di km e un periodo orbitale di 18 mesi. Per oltre un secolo, fino al 2000, si è creduto che fosse la luna più distante da Saturno, fino a quando furono scoperte diverse altre piccole lune più esterne. Ritenuto in passato un asteroide , la sua natura fu svelata dalla sonda Cassini: è un corpo composto da ghiaccio e roccia, simile a Plutone e Tritone , e faceva probabilmente parte di quella massa di corpi ghiacciati che ora formano la Fascia di Kuiper . Febe rimase intrappolato nel campo gravitazionale di Saturno quando le interazioni gravitazionali dei giganti gassosi , e in particolare di Giove, espulsero la maggior parte dei planetesimi ghiacciati verso il sistema solare esterno. ^[100]

Saturno nella cultura

Significato mitologico-religioso

Saturno che divora i suoi figli , dipinto di Francisco Goya . Tra Greci e Romani era diffusa la credenza che Saturno divorasse i suoi figli perché era stato profetizzato che uno di loro avrebbe preso il suo posto, e così effettivamente avvenne quando il figlio Giove , nascosto alla nascita dalla madre, detronizzò il padre.

Il nome Saturno deriva dal dio romano dell' agricoltura , corrispondente del titano greco Kronos (o Crono). Saturno, come gli altri pianeti ben visibili a occhio nudo, era comunque noto fin dai tempi più antichi: nelle religioni della Mesopotamia era conosciuto come Ninib, o Ninurta , ^[101] discendente del "Dio Sole" e guardiano della giustizia Šamaš . Come i "successori" Crono e Saturno di greci e romani era un dio contadino, inoltre era il protettore degli uomini dalle malattie causate dai demoni. ^[102]

In ebraico antico, Saturno è conosciuto come Shabbathai e il suo angelo è Cassiel . ^{[103] [104]} La sua intelligenza o benefico spirito è Agiel (layga) e il suo spirito (l'aspetto più oscuro) è Zazel (lzaz). ^[105] In lingua turca ottomana , urdu e malese , il suo nome è 'Zuhal', derivato dall'arabo زحل. ^[106]

Sabato , il giorno della settimana, era associato a Saturno già ai tempi degli antichi romani ( Saturni dies ), che lo consideravano il primo giorno della settimana planetaria, tradizione derivata probabilmente da quella ebraica. Il pianeta, tradizionalmente considerato come "freddo" perché il più lontano di quelli allora conosciuti, era associato anche alla tradizione ebraica di consumare pasti freddi il sabato. ^[107] Anche nell'era moderna nei paesi di lingua inglese , riprendendo la tradizione romana, Saturno è associato al sabato ( Saturday ). ^[108]

Nell'astrologia

Lo stesso argomento in dettaglio: Saturno (astrologia) .

Nell' astrologia occidentale Saturno è associato alla privazione, alla perseveranza, alla logica, alla serietà, alla vecchiaia, e regola le responsabilità dell'individuo e il suo rapportarsi con equilibrio al mondo esterno. Apparentemente severo e negativo esso tuttavia aiuta la crescita interiore aiutando a superare i momenti di crisi con l'autocontrollo. ^{[109] [110]} Esso è domiciliato nell' Aquario (domicilio notturno) e nel Capricorno (domicilio diurno), in esaltazione nella Bilancia , in esilio nel Cancro e nel Leone , in caduta nell' Ariete . ^[111]

Nell'astrologia medica Saturno regola i meccanismi fisiologici e cellulari. Simboleggia il freddo e pertanto rallenta le funzioni dell'organismo conferendo longevità ai suoi nativi. ^[112]

Nell' induismo ci sono nove oggetti astrologici, conosciuti come Navagrahas. Saturno, uno di loro, è noto come "Shani", colui che giudica le persone in base alle azioni compiute nella loro vita. ^[113]

Nelle culture cinese e giapponese antiche Saturno era la "stella terra" (土星). Questa classificazione si basa sui cinque elementi che sono stati tradizionalmente utilizzati per classificare gli elementi naturali. ^[19]

Opere

Il pianeta compare nella Divina Commedia , e in particolare nel Canto ventunesimo del Paradiso , dove rappresenta il settimo Cielo , caratterizzato dalla meditazione e dalla contemplazione. ^[114]

Nelle opere di fantascienza

Lo stesso argomento in dettaglio: Saturno nella fantascienza .

Voltaire è stato uno dei primi a menzionare Saturno in un'opera di fantascienza.

Conosciuto fin dai tempi antichi, Saturno è stato spesso citato in opere letterarie, anche se in passato è stato menzionato sovente più per il suo significato astrologico che in opere di fantascienza.

Nel racconto di Voltaire del 1752 Micromega , l'omonimo protagonista, proveniente da Sirio , arriva prima su Saturno e fa amicizia con i suoi abitanti, che hanno 72 sensi e vivono 15.000 anni, dopodiché prosegue il viaggio con uno di loro verso la Terra. ^[115] In Le avventure di Ettore Servadac ( 1877 ), Jules Verne descrive un viaggio nel sistema solare a bordo di una cometa che si spinge fino a Saturno. Le illustrazioni del romanzo lo presentano come un pianeta dalla superficie rocciosa e deserta, provvisto di 8 satelliti e 3 anelli. ^[116] In A Journey in Other Worlds del 1894 di John Jacob Astor IV , esploratori dalla Terra raggiungono Saturno provenienti da Giove , che è un mondo di giungla tropicale molto simile all'antica Terra, e trovano che il pianeta è scuro, secco e morente. Gli unici abitanti di Saturno sono creature gigantesche simili a fantasmi che comunicano telepaticamente e possono prevedere il futuro . ^[117]

Quando nel XX secolo la scienza moderna confermò che Saturno è un pianeta senza superficie solida, con un'atmosfera ostile alla vita, l'attenzione degli autori di opere fantascientifiche si spostò maggiormente sulle sue lune, e Saturno non venne praticamente più preso in considerazione come scenario di storie di fantascienza. Isaac Asimov ad esempio, in Lucky Starr e gli anelli di Saturno , cita ampiamente gli anelli, ambientando però il seguito sui satelliti Mimas e Titano . ^[118] Il romanzo 2001: Odissea nello spazio ( 1968 ), di Arthur C. Clarke , base di una prima versione della sceneggiatura del film omonimo, termina nel sistema di Saturno e precisamente sul satellite Giapeto . ^[119] Invece il film ei seguiti del libro sono ambientati nel sistema di Giove . Un'opera che pone Saturno come scenario principale in tempi recenti è Saturn Rukh (1997), romanzo di Robert L. Forward, in cui una spedizione umana su Saturno cerca di entrare in contatto con enormi esseri, detti "Rukh", che vivono galleggiando nell'atmosfera del pianeta. ^[120]

Anche al cinema, di Saturno viene citato più il suo sistema di lune che il pianeta stesso, come in Saturno 3 , film del 1980 diretto da Stanley Donen , ambientato sulla terza luna. Il nome del satellite non viene citato e dovrebbe trattarsi di Teti , anche se qualche recensione cita Titano come scenario. ^[121]

Note

Note al testo

Fonti

Bibliografia

Titoli generali

• ( EN ) George Forbes, History of Astronomy , Londra, Watts & Co., 1909.
• ( EN ) Albrecht Unsöld, The New Cosmos , New York, Springer-Verlag, 1969, ISBN 978-1-4684-7598-2 .
• ( EN ) Cecilia Payne-Gaposchkin, Katherine Haramundanis, Introduction to Astronomy , Englewood Cliffs, Prentice-Hall, 1970, ISBN 0-13-478107-4 .
• HL Shipman, L'Universo inquieto. Guida all'osservazione a occhio nudo e con il telescopio. Introduzione all'astronomia , Bologna, Zanichelli, 1984, ISBN 88-08-03170-5 .
• H. Reeves, L'evoluzione cosmica , Milano, Rizzoli , 2000, ISBN 88-17-25907-1 .
• ( EN ) Paul Murdin, Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics , Bristol, Institute of Physics Publishing, 2000, ISBN 0-12-226690-0 .
• AA.VV, L'Universo - Grande enciclopedia dell'astronomia , Novara, De Agostini, 2002.
• J. Gribbin, Enciclopedia di astronomia e cosmologia , Milano, Garzanti, 2005, ISBN 88-11-50517-8 .
• W. Owen et al. , Atlante illustrato dell'Universo , Milano, Il Viaggiatore, 2006, ISBN 88-365-3679-4 .
• M. Rees, Universo. Dal big bang alla nascita dei pianeti. Dal sistema solare alle galassie più remote , Milano, Mondadori Electa, 2006, p. 512, ISBN 88-370-4377-5 .
• ( EN ) BW Carroll, DA Ostlie, An Introduction to Modern Astrophysics , 2ª ed., Pearson Addison-Wesley, 2007, pp. 1278 pagine, ISBN 0-8053-0402-9 .

Titoli specifici

Sul sistema solare

• M. Hack , Alla scoperta del sistema solare , Milano, Mondadori Electa, 2003, p. 264, ISBN 978-88-370-2089-7 .
• ( EN ) Vari, Encyclopedia of the Solar System , Gruppo B, 2006, p. 412, ISBN 0-12-088589-1 .
• F. Biafore, In viaggio nel sistema solare. Un percorso nello spazio e nel tempo alla luce delle ultime scoperte , Gruppo B, 2008, p. 146, ISBN 978-88-95650-18-0 .
• C. Guaita, I giganti con gli anelli. Le rivoluzionarie scoperte sui pianeti esterni , Gruppo B, 2009, p. 114, ISBN 978-88-95650-23-4 .

Sul pianeta

• ( EN ) Linda T. Elkins-Tanton, Jupiter and Saturn , New York, Chelsea House, 2006, ISBN 0-8160-5196-8 .
• ( EN ) James L. Martin, Saturn: Overview and Abstracts , Nova Publishers, 2003, ISBN 978-1-59033-523-9 .
• ( EN ) Giles Sparrow, Destination Saturn , The Rosen Publishing Group, 2009, ISBN 978-1-4358-3447-7 .
• ( EN ) Terry Allan Hicks, Saturn , Marshall Cavendish, 2009, ISBN 0-7614-4559-5 .
• ( EN ) Michael D. Cole, Saturn: The Sixt Planet , Enslow Pub Incorporated, 2002, ISBN 0-7660-1950-0 .

Voci correlate

• Sistema solare
• Osservazione di Saturno
• Parametri orbitali di Saturno
• Atmosfera di Saturno
• Esagono di Saturno
• Struttura interna di Saturno
• Magnetosfera di Saturno
• Satelliti naturali di Saturno
• Anelli di Saturno
• Saturno nella fantascienza
• Saturno (astrologia)

Altri progetti

• Wikiquote contiene citazioni di o su Saturno
• Wikizionario contiene il lemma di dizionario « Saturno »
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Saturno

Collegamenti esterni

• ( EN ) NASA's Saturn fact sheet , su nssdc.gsfc.nasa.gov . URL consultato il 28 dicembre 2005 (archiviato dall' url originale il 21 agosto 2011) .
• ( EN ) I cambiamenti di stagione su Saturno , su hubblesite.org .
• ( EN ) A Trip Into Space - Descrizione e immagini di Saturno , su vias.org .
• ( IT ) Saturno, il corpo del pianeta , su ps-mix.it .

Il sistema solare
Stella :	Sole ( Eliosfera · Corrente eliosferica diffusa · Campo magnetico interplanetario )
Pianeti : (☾ = luna/e ∅ = anelli )	Mercurio • Venere • Terra ( ☾ ) • Marte ( ☾ ) • Giove ( ☾ ∅ ) • Saturno ( ☾ ∅ ) • Urano ( ☾ ∅ ) • Nettuno ( ☾ ∅ )
Pianeti nani e plutoidi :	Cerere • Plutone ( ☾ ) • Haumea ( ☾ ) • Makemake ( ☾ ) • Eris ( ☾ )
Corpi minori :	Asteroidi ( Vulcanoidi · NEA · Fascia principale · Troiani · Centauri ) • TNO ( Fascia di Kuiper · Disco diffuso ) • Comete ( Radenti · Periodiche · Non periodiche · Damocloidi · Nube di Oort )
Argomenti correlati:	Sistema planetario • Pianeta extrasolare • Definizione di pianeta • Pianeti ipotetici
Questo box: vedi · disc. · mod.

V · D · M Esplorazione di Saturno
Sorvoli	Pioneer 11 · Voyager 1 · Voyager 2
Orbiter	Cassini-Huygens
Missioni future	TSSM (dopo il 2020)
Missioni annullate	TiME
Voci correlate	Saturno · Esplorazione di Titano
Nota: Il grassetto indica le missioni in corso di svolgimento.

Portale Sistema solare : accedi alle voci di Wikipedia sugli oggetti del Sistema solare

Questa è una voce in vetrina , identificata come una delle migliori voci prodotte dalla comunità .
È stata riconosciuta come tale il giorno 10 giugno 2018 — vai alla segnalazione .
Naturalmente sono ben accetti suggerimenti e modifiche che migliorino ulteriormente il lavoro svolto.

Segnalazioni · Criteri di ammissione · Voci in vetrina in altre lingue · Voci in vetrina in altre lingue senza equivalente su it.wiki