Introduzione

Saturno è il pianeta più lontano tra quelli noti agli astronomi dell'antichità e rappresenta un corpo celeste di particolare interesse per l'osservazione telescopica. Primo tra i pianeti esterni all'orbita di Giove, appare molto simile a questo per la presenza di fasce e di bande, seppur meno marcate. Come ordine di grandezza, Saturno è il secondo pianeta del Sistema Solare, con un diametro 10 volte maggiore di quello terrestre. La sua caratteristica più appariscente è data dagli anelli concentrici, i quali orbitano attorno al pianeta muovendosi nel piano equatoriale. Composti di una miriade di frammenti, grandi fino ad alcune centinaia di metri, sono gli anelli meglio visibili nel Sistema Solare. Dal momento che il pianeta impiega 29,5 anni per percorrere un intero giro attorno al Sole, possibile scorgere gli anelli alternativamente nella loro evidenza massima oppure di profilo ( ogni 7,5 anni. In questo ultimo caso essi quasi scompaiono all'osservazione telescopica E mostrano quindi di possedere uno spessore estremamente ridotto, di soli pochi chilometri L'inclinazione degli anelli influisce notevolmente sulla luminosità apparente di Saturno. Lo studio di questo pianeta, come pure quello dei pianeti ancora più lontani, era estremamente difficile mediante le metodologie dell'astronomia classica. Dopo le missioni Pioneer e Voyager, si è potuta gettare nuova luce su questi mondi remoti e sui loro sistemi satellitari. L'insieme degli anelli, inoltre, è risultato essere una struttura molto più complessa e interessante rispetto a quanto si pensava fino a pochi anni fa. Anche Saturno possiede numerosi satelliti, e precisamente 17. Tra questi, il più grande è Titano, che ha dimensioni solo di poco inferiori al maggiore tra i satelliti di Giove, Ganimede; il suo diametro supera abbondantemente persino quello del pianeta Mercurio. La composizione interna di Saturno dovrebbe essere analoga a quella del suo fratello maggiore Giove: si pensa che sia costituito da un nucleo roccioso o metallico, pari al 15% circa della sua massa, mentre gli involucri pii esterni sono formati principalmente da idrogeno ed elio. La densità complessiva del pianeta è quindi molto bassa, risultando addirittura inferiore a quella dell'acqua.

Gli Anelli

Saturno deve l'attenzione con la quale è stato scrutato nel corso dei secoli alla spettacolarità degli anelli che lo circondano. Questa struttura è la più appariscente tra quelle di questo tipo conosciute nel Sistema Solare. Composta da una miriade di anelli concentrici disposti su di uno stesso piano, ha un diametro di 270.000 km. Il sistema di anelli ha un'inclinazione di 28° rispetto all'eclittica e, poiché Saturno impiega 29,5 anni per ruotare attorno al Sole, gli anelli si mostrano alternativamente nella loro estensione massima oppure di profilo ogni 7,5 anni. Gli anelli quindi sono visibili dalla Terra Ogni 15 anni, in compagnia alternativamente dell'emisfero nord o sud di Saturno. Quando gli anelli compaiono di profilo, essi si riducono a una linea diritta e sottile per poi sparire del tutto, indicando in tal modo uno spessore valutabile a pochi chilometri. Sulla natura e sulla composizione degli anelli si sono formulate molte ipotesi. Uno degli argomenti più controversi verteva sul problema di stabilire se gli anelli fossero corpi solidi o sciami di particelle separate tra loro. La questione ha potuto essere risolta quando è stato possibile effettuare una misura della velocità dei margini esterni degli anelli stessi. Intatti, se gli anelli fossero stati dei corpi solidi essi avrebbero girato attorno a Saturno in modo simile a quanto fa una ruota rispetto al proprio asse: con una velocità lineare maggiore ai margini esterni rispetto a quelli più interni e vicini al pianeta.. Qualora invece gli anelli avessero avuto una struttura non omogenea di tipo particellare, allora, secondo le leggi di Keplero, le particelle costituenti il margine interno di ogni anello e quindi la parte della struttura più vicina a Saturno, avrebbero dovuto avere un moto più rapido di quelle poste al margine esterno. L'analisi degli spettri di Saturno e dei suoi anelli ha evidenziato come le parti esterne degli anelli si muovano con una velocità inferiore a quella delle parti più interne e come ogni sezione di ciascun anello abbia una velocità pari a quella che avrebbe un satellite del pianeta posto a quella distanza. Lo spessore degli anelli non supera i pochi chilometri. Fino al 1969 si riteneva che gli anelli concentrici di Saturno fossero tre (indicati dall'esterno verso l'interno, con A, B, C). Gli intervalli fra un anello e l'altro, dovuti a interazioni dinamiche tra le particelle costituenti gli anelli e i satelliti di Saturno, vengono detti di Enke e di Cassini. Quest'ultimo è il maggiore e ha una larghezza di circa 4000km. C. Guerin, un astronomo francese, individuò un ulteriore anello, chiamato O, interno al C, che, dopo un intervallo superiore a quello di Cassini, si protende fino alla superficie del pianeta. La luminosità dell'anello O è molto debole e diminuisce sempre di più avvicinandosi alla superficie di Saturno. Le sonde Voyager oltre a mettere in luce la complessità delle strutture già conosciute, ha mostrato l'esistenza di altri anelli. Uno, sottilissimo ed esterno a quelli già ben noti, è chiamato anello F ed è mantenuto nella sua anomala struttura dai già citati satelliti "pastore". Un altro, chiamato 6, è molto più esterno ed è abbastanza prossimo all'orbita del satellite Mimante. Ha caratteristiche in qualche modo simili a quelle dell'anello F. Infine, l'anello E si estende oltre Mimante fino alle orbite di Encelado e Teti. Esso ha una bassissima densità e potrebbe avere un'origine simile a quella dell'anello di Giove, con la complicità del calore intrappolato nell'interno di Encelado e causato dalle forze mareali: cristallini di ghiaccio, in parte dovuti anche ad impatti esterni, verrebbero espulsi da Encelado e andrebbero a disperdersi formando l'anello. Ciò è in parte avvalorato dall'aumento della densità della struttura nei dintorni dell'orbita satellitaria. Generalmente le particelle che formano gli anelli sono formate da ghiaccio, ma possono avere dimensioni molto variabili. Nell'anello B, ad esempio, è probabile l'esistenza di qualche centinaio di corpi con dimensioni dell'ordine di un chilometro, distribuiti più o meno a caso. Altri anelli, come l'anello E, sono invece composti da particelle microscopiche. Grandi differenze esistono anche tra zone diverse di una stessa struttura. Alcuni scienziati ipotizzarono una teoria piuttosto interessante secondo la quale nella fase embrionale della nascita di Saturno, una parte del gas della nebulosa che circondava il pianeta si condensò a formare particelle separate fra di loro, che si disposero poi ad anello attorno al pianeta stesso. Attualmente però la teoria accolta con maggiore favore ritiene che queste particelle siano i frammenti di uno o più satelliti disintegratisi per azione delle forze gravitazionali di Saturno. Secondo questa teoria, un satellite o un planetesimale si sarebbe tanto avvicinato a Saturno da cadere sotto l'influenza del suo forte campo gravitazionale. La parte del satellite più prossima al pianeta avrebbe teso a muoversi, nel suo moto di rivoluzione, più velocemente di quella esterna e quindi il satellite avrebbe collassato disintegrandosi. Questo evento produsse lo sciame di frammenti che poi assunse la caratteristica distribuzione appiattita ad anello per effetto delle proprietà orbitali e gravitazionali di Saturno. A complemento di questa ipotesi, alcuni modelli ipotizzano che gli anelli siano ancor oggi in una fase evolutiva e quindi si generino nuove particelle per collisione e frammentazione di particelle maggiori; altri modelli invece ritengono urti e collisioni estremamente improbabili e quindi il sistema sarebbe da ritenersi stabile Le sonde spaziali hanno aperto nuovi problemi relativi agli anelli di Saturno, anche se hanno sciolto altri dubbi. Non è infatti ancora del tutto chiaro il meccanismo che genera e mantiene l'enorme numero di sottoanelli, di densità variabile, individuati dalle missioni Voyager, nè le relazioni del campo magnetico con le strutture a raggio ("spokes") che si diffondono in senso longitudinale.

Le Lune

Le dimensioni di Saturno ne fanno il secondo pianeta di tutto il Sistema Solare. Con un diametro equatoriale di 120.000 km e uno polare di 107.520 km, esso presenta un percettibile schiacciamento ai poli. Questo schiacciamento è in relazione alla rapidità de movimento di rotazione, che è stato valutato in 10 ore e 40 minuti. lì periodo di rivoluzione è invece di circa 29,5 anni. Un modello strutturale di questo tipo non presenta notevoli differenze rispetto a quello d Giove. La densità media del pianeta è così bassa (0,7) da essere inferiore persino a quella del l'acqua, per cui, malgrado il suo volume 755 volte maggiore di quello della Terra, la sua massa è solo 95 volte circa più grande. L'analisi della composizione atmosferica ha rivelato come componenti base idrogeno ed elio, mentre le bande dell'ammoniaca, sempre presenti nello spettro di assorbimento d Giove, non sempre compaiono in quello di Saturno. Si pensa comunque che le macchie bianche che saltuariamente compaiono scompaiono nelle osservazioni telescopiche siano appunto dovute alla presenza di nubi di ammoniaca. Misure tecniche all'infrarosso hanno evidenziato che Saturno, così come Giove, emette circa il doppio dell'energia solare che esso riceve. Questa energia è però così piccola da rendere estremamente improbabile l'ipotesi che Saturno, e Giove prima di lui, sia un piccolo sole. L'ipotesi attualmente più accreditata è che anche in questo pianeta si sia in presenza di una fonte interna di calore, residua forse del calore accumulato nella fase primordiale di formazione. Secondo questa ipotesi, quindi, anche Saturno sta raffreddandosi per questo processo di cessione continua c energia verso lo spazio. Sulla base di questo modello anche un fenomeno di contrazione dovrebbe essere stretta mente collegato alla cessione di energia i quindi al raffreddamento del pianeta stesso. Anche Saturno è al centro di un sistema composto di numerosi satelliti, diciassette cioè uno più di Giove. Tra questi satelliti, posti a distanze dal centro di Saturno che varia no tra i 138.000km di Atlante e i 1.295.400 di Febo, si trova Titano, uno dei più grandi satelliti presenti nel Sistema Solare. Titano è forse il satellite più interessante non solo di Saturno ma dell'intero Sistema Solare a causa della sua atmosfera, in cui si è accertata la presenza di molecole organiche. Esso ha una densità piuttosto alta (circa 1,9 g/cm3) ed una pressione suolo che è superiore a quella terrestre (circa 1,6bar). Purtroppo le sonde Voyager non hanno potuto trasmettere immagini della sua superficie circondata com'è da dense coltri di nubi suddivise in vari strati di composizione e densità diverse. Si sono localizzate strutture nuvolose estese per circa 90 km e disposte lungo l'equatore. Del tutto diversa da quanto precedentemente supposto è risultata la composizione chimica dell'atmosfera di Titano. L'elemento più abbondante è l'azoto, con una percentuale nettamente minore figura il metano, mentre si sono riscontrate solo tracce di idrogeno. Negli anni passati la presenza del metano aveva fatto nascere ipotesi quasi fantascientifiche: era infatti ben nota l'importanza che questo composto assume nella chimica organica attraverso la catena che conduce agli amminoacidi. Ad alcuni sembrò perciò plausibile pensare alla possibilità di una vita biologica, anche se in una fase molto primitiva e semplice. Va invece chiarito un fatto importante: la temperatura è troppo bassa per la formazione di molecole complesse. Si stima infatti che sulla superficie di Titano vi siano circa -180 °C e tale valore non cambia di molto passando dall'equatore ai poli. Estremamente interessanti sono risultati anche gli altri satelliti di Saturno. Due tra essi, di dimensioni ridotte, sono i cosiddetti "satelliti pastore" che mantengono sottile la struttura dell'anello. Peculiare è anche il comportamento di Epimeteo e Giano, i quali orbitano su traiettorie talmente vicine da portarli ad una mutua collisione. In realtà un meccanismo dinamico molto complesso permette ai due oggetti di mantenere l'orbita poco prima dell'uno e quindi di evitare lo scontro apparentemente inevitabile. Altri due piccoli satelliti, Telesto e Calipso, rivolvono intorno a Saturno sulla stessa orbita di Teti, in modo da formare con questo satellite e con il pianeta un triangolo equilatero. Sono queste condizioni di grande stabilità dinamica, già riscontrate nel Sistema Solare nel caso degli asteroidi "troiani" che rivolvono attorno al Sole lungo la stessa traiettoria di Giove. Un analogo meccanismo è anche visibile nel caso di Dione e di 1980S6. Alcuni satelliti di dimensioni maggiori (Mimante, Encelado, Teti, Dione e Rea) sono corpi essenzialmente composti da ghiaccio d'acqua e presentano moltissimi crateri da impatto dovuti primariamente ad urti con comete o con frammenti di antichi satelliti di Saturno andati distrutti per fenomeni analoghi. Su Encelado sembra vi sia stata in tempi più o meno remoti un'attività vulcanica di tipo acquoso, analogamente a quanto visto sui maggiori satelliti gioviani. Lo stesso oggetto celeste, insieme a Mimante e Teti, è responsabile della presenza delle discontinuità che si scorgono tra i vari anelli di Saturno, in modo particolare la divisione di Cassini, e del fatto che in questa si registri una notevole mancanza di particelle orbitanti in modo autonomo. Di Titano, il secondo tra i satelliti del Sistema Solare dopo Ganimede, si è già ampiamente parlato precedentemente. In stretto rapporto dinamico con l'orbita di Titano si trova l'orbita del relativamente piccolo Iperione, uno dei corpi più strani dell'intero sistema. Probabilmente in tempi antichi Iperione era un satellite notevolmente più grande dell'attuale, andato però distrutto dall'urto con una cometa o un asteroide. La parte più interna, forse di consistenza rocciosa, ha resistito meglio all'impatto ed è ancora oggi visibile come un corpo planetario di forma notevolmente irregolare ed allungata. I frammenti della parte più esterna, probabilmente composti di ghiaccio, sono stati scagliati tutt'attorno al nucleo centrale, ma non sono potuti ricadere su questo (come invece successo per altri satelliti) a causa dell'azione perturbatrice del satellite Titano. La maggior parte è stata catturata da quest'ultimo, altri frammenti sono stati espulsi dal sistema, mentre una piccola percentuale, non del tutto trascurabile, può aver contribuito alla craterizzazione di Rea e forse di Dione. Altrettanto strano è l'aspetto di Giapeto, la cui caratteristica principale era già nota attraverso le osservazioni eseguite da terra. Questo satellite, con dimensioni di circa 1 500 km, presenta infatti un emisfero completamente scuro che si contrappone all'altro (di alta riflettività) simile alla superficie dei satelliti ghiacciati. I ricercatori sono oggi essenzialmente d'accordo sul fatto che la parte scura sia stata "sporcata" da polvere meteoritica proveniente dalla distruzione di un satellite più esterno. La possibile esistenza di oggetti a bassa riflettività nel sistema di Saturno è avvalorata dalla presenza del più esterno tra i satelliti di Saturno, Febe. Esso ha caratteristiche molto simili a quelle degli asteroidi e in origine potrebbe essere stato proprio uno di questi oggetti, inserito in un'orbita anomala e poi catturato dall'azione gravitazionale di Saturno. Conferma di ciò è in parte data dall'esistenza dell'asteroide Chirone, scoperto nel 1977, che rivolve attorno al Sole tra l'orbita di Saturno e quella di Urano.

Osservazioni Personali

Saturno come Giove e' un pianeta estremamente facile da osservare. Con il classico 114mm si riescono gia ad intravedere bande e divisione Cassini.La difficolta' nella visione degli anelli dipende innanzitutto dalla turbolenza atmosferica e poi dalla posizione di questi ultimi che assumono durante gli anni.Per l' osservazione dei pianeti in generale, il cielo cittadino seppur inquinato dalla luce, puo' essere ancora buono,infatti molti astrofili amanti dell osservazione planetaria osservano anche dalle città, naturalmente stando lontano dal riverbero della luce dei lampioni vicini...Gli ingrandimenti consiliati sono dai 70 ai 200,oltre si puo' provare solamente in serate molto buone con l' aria decisamente ferma.Un Filtro giallo risaltera' bene le bande e i contrasti.Il satellite Titano e' abbastanza facile da individuare.