Il sistema solare parte quinta

Leggendo si scoprono cose che non si sanno (si chiama “imparare”, mio giovane lettore), anche se magari sono nascoste tra i meandri di cose note.

Ad esempio, si sa che l’anello, soprattutto quello di fidanzamento e quello legato al matrimonio, chiamato fede, vengono regalati, nella tradizione, dal promesso sposo alla futura consorte. In realtà l’origine di questo “pegno d’amore” non è antichissima.

Anticamente il “pegno” era un pomo (una mela), come riportato da Omero, ad esempio, nell’Iliade. Paride decide le sorti di Troia scegliendo Elena come propria compagna e sigla un patto con Afrodite, la dea dell’amore, regalando una mela d’oro: anticamente l’ufficializzazione del fidanzamento avveniva proprio attraverso lo scambio di una mela tra la coppia di innamorati.

Storicamente l’usanza di regalare un anello di fidanzamento va fatta risalire al 1477, quando l’arciduca Massimiliano d’Austria stupì la propria futura moglie Maria di Borgogna donandole un anello impreziosito da un diamante.

A prescindere quello che stanno pensando tutti gli uomini lettori di queste righe (staranno odiando l’arciduca, immagino), ci sono anelli che non possono essere regalati: quelli di Saturno, ad esempio.

Saturno era il pianeta più lontano tra quelli già noti in antichità: infatti, nonostante sia a 1.427 milioni di chilometri, quasi due volte la distanza di Giove, al massimo del suo splendore è più luminoso di qualunque stella e a volte anche più di Mercurio. Anzi, proprio la grande distanza fa sì che il pianeta permanga tutta la notte nella volta del cielo.

Saturno compie un giro intorno al Sole in 29,45 anni circa, più del doppio di Giove (11,87 anni). In quasi tutti i “record” del Sistema Solare, Saturno risulta sempre secondo, seguendo sempre Giove: una specie di Gaetano Belloni del nostro sistema planetario.

Per grandezza, ad esempio, è secondo: il suo diametro equatoriale è di circa 120.536 chilometri, 5/6 di quello gioviano; ovviamente questi dati, sommati alla distanza superiore, fanno sì che Saturno sia meno luminoso di Giove.

La sua massa è solo i 3/10 di quella di Giove, nonostante il suo volume sia i 6/10 del gigante gassoso. Per avere una massa così piccola in un volume così grande, Saturno deve avere una densità molto bassa: infatti è 0,7 volte quella dell’acqua; se fosse possibile avvolgere Saturno con una pellicola (per impedirgli di dissolversi) e immergerlo in un oceano abbastanza grande da contenerlo, Saturno galleggerebbe.

Infatti, Saturno è composto per il 95% da idrogeno e per il 3% da elio a cui seguono gli altri elementi. Il nucleo, consistente in silicati e ghiacci, è circondato da uno spesso strato di idrogeno metallico e quindi da uno strato esterno gassoso.

La rotazione intorno al proprio asse avviene in 10,67 ore, ma avendo una minore gravità, Saturno ha lo schiacciamento più accentuato di tutti i pianeti: 0,202, cioè più di una volta e mezza quella di Giove e 30 volte quello terrestre: la differenza tra i diametri polare ed equatoriale è 12.000 chilometri, pari quasi al diametro terrestre.

Sotto un altro aspetto Saturno risulta unico, come accennavo all’inizio, e singolarmente bello.

Quando Galileo puntò per la prima volta su Saturno il suo primitivo telescopio, gli sembrò che esso avesse una forma strana, quasi che ai lati del suo globo se ne trovassero altri due più piccoli. Galileo proseguì nelle sue osservazioni, ma i due piccoli globi divennero sempre più difficili da scorgersi e infine, verso la fine del 1612, scomparvero del tutto.

Anche altri astronomi riferirono che c’era qualcosa di strano in Saturno, ma fu solo nel 1656 che Christiaan Huygens diede alla cosa la giusta interpretazione. Egli riferì che Saturno era circondato da un sottile anello luminoso, che non lo toccava in nessun punto.

Poiché l’asse di rotazione di Saturno è più inclinato di quello della Terra, per un gioco di prospettive gli anelli che lo circondano cambiano nella vista da un massimo a un minimo: ogni 7 anni si passa da una situazione in cui gli anelli si vedono ad una in cui l’anello ci compare di profilo, per poi tornare ad un altro massimo (dalla parte opposta a quella di partenza).

Proprio questa era la situazione quando Galileo lo osservò alla fine del 1612, dopo di che, a causa della delusione provata, non volle mai più osservarlo (o almeno così dice la leggenda).

Gli anelli iniziano ad 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.

Anche se tutti i giganti gassosi hanno un sistema di anelli, quello di Saturno è grandioso. 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.

L’origine degli anelli è sconosciuta. Ci sono due ipotesi principali al riguardo: 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 per gli effetti di marea.

Affrontando da un punto di vista diverso il problema dell’effetto di marea, un astronomo francese, Edouard Roche, dimostrò che qualsiasi corpo solido che si fosse avvicinato a un altro corpo considerevolmente più grande sarebbe stato ridotto, a causa delle potenti forze di marea, in piccoli frammenti. La distanza alla quale il corpo più piccolo finirebbe per essere fatto a pezzi viene chiamata “limite di Roche”, e di solito viene valutata pari a 2,44 volte il “raggio equatoriale” (la distanza dal centro a un punto situato sull’equatore) del corpo più grande.

In pratica, la Luna è fuori dal limite di Roche della Terra, mentre gli anelli di Saturno sono all’interno di quel limite. Secondo alcune stime, se si raccogliesse in un unico corpo tutta la materia contenuta negli anelli di Saturno, si otterrebbe una sfera poco più grande della nostra Luna.

Oltre agli anelli, Saturno ha, come Giove, una schiera di satelliti. 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. 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 Domenico Cassini. 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 W.C. Bond, G.P. Bond e William Lassell, 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. L’unica altra luna poi scoperta prima dell’arrivo delle sonde Voyager nel 1980 fu, nel 1966, Giano.

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. 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. Tutte le lune irregolari (eccetto Febe) hanno nomi di divinità della mitologia inuit (quella degli “eschimesi”), di quella celtica e di giganti di ghiaccio della mitologia scandinava.

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 l’interazione mareale con Saturno porta effetti perturbanti sulle orbite dei satelliti minori. 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 al di là dell’Anello E e in genere hanno un’inclinazione e un’eccentricità orbitale decisamente più elevata.

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, è stata creduta essere la luna più distante da Saturno, fino a quando furono scoperte nel 2000 diverse altre piccole lune più esterne. Pensato essere in passato un asteroide, la sua natura è tuttavia stata svelata dalla sonda Cassini: esso è un corpo composto da ghiaccio misto a 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.

È un vero peccato non si possa ancora andare da quelle parti, ma dalle immagini mandate dalla sonda Cassini, facente parte della missione spaziale Cassini-Huygens (assieme al lander Huygens), si intuisce la bellezza dei panorami che godrebbe un eventuale turista spaziale.

Nella prossima “puntata”, chiuderemo il racconto del sistema solare, parlando di Urano e Nettuno. Alla prossima e, mi raccomando, regalate anelli e non mele!

6 pensieri su “Il sistema solare parte quinta

  1. Ricordo con piacere quando per la prima volta con il mio telescopio amatoriale riuscii a vedere Giove e Saturno. Nulla di programmabile, un piccolo telescopio manuale che riuscii a puntare con un po’ di fortuna nella giusta direzione. La macchia rossa di Giove era ben distinguibile, così come gli anelli di Saturno. Fu una grandissima emozione.

    Non sapevo che lo spessore degli anelli fosse così piccolo.

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