Il signore degli anelli

Rubrica del weekend a spasso nell’eliosfera – Episodio 10

Molti di voi avranno sicuramente pensato, almeno in un primo momento, che oggi volessimo parlare di cinema… ma non è così, e ci dispiace per gli appassionati che speravano di scoprire qualche curiosità inedita su Frodo o Gandalf. In realtà, come ormai sanno molto bene coloro che ci seguono più da vicino, in questa rubrica parliamo di pianeti, corpi e particolarità del nostro sistema solare, e oggi è la volta di Saturno. Siamo arrivati dunque al sesto pianeta orbitante intorno al Sole, piazzato ben oltre la fascia principale degli asteroidi, a fare compagnia a Giove con cui spartisce la definizione di gigante gassoso, insieme ai più lontani Urano e Nettuno che avremo modo di conoscere meglio prossimamente. Partiamo dunque con la consueta scheda tecnica del pianeta in questione!

Rileggi le puntate precedenti di questa rubrica:
👉🏻 I satelliti di Giove – 16 aprile, episodio 9
👉🏻 Una stella mancata – 9 aprile, episodio 8
👉🏻 Il pianeta mancante – 2 aprile, episodio 7
👉🏻 Marziani, rover e droni – 19 marzo, episodio 6
👉🏻 Di passaggio sulla Terra: perché esistono le stagioni? – 12 marzo, episodio 5
👉🏻 Venere, pianeta infernale – 5 marzo, episodio 4
👉🏻 Mercurio, dove i giorni durano più degli anni – 19 febbraio, episodio 3
👉🏻 Un sabato al Sole – 12 febbraio, episodio 2
👉🏻 Prendiamo le misure: quando siamo piccoli? – 5 febbraio, episodio 1


Massa

5.683×1026 kg, ovvero 568.3 milioni di miliardi di miliardi di kg

Pari a 95 volte la massa della Terra (5.973×1024 kg)


Diametro medio(1)

1.205×108 m, ovvero 120,500 km

Quasi 9 volte e mezza il diametro medio della Terra (1.275×107 m)

In realtà Saturno presenta una forma piuttosto schiacciata: infatti, il diametro ai poli è pari a 108,728 km. Questa differenza di quasi 12,000 chilometri equivale praticamente al diametro della Terra!


Superficie

4.260×1016 m2, ovvero 42.60 miliardi di km2

Pari a quasi 84 volte la superficie della Terra (5.095×1014 m2)


Volume

8.270×1023 m3, ovvero 827 milioni di milioni di km3

Pari a 763.62 volte il volume della Terra (1.083×1021 m3)


Densità media

687 kg/m3

Qui si ride: è appena il 12% della densità media della Terra (5514 kg/m3)

Saturno è senza dubbio il pianeta meno denso dei pianeti che abbiamo visto da vicino finora, ed lo è anche tra tutti quelli che compongono il sistema solare! Questo si poteva dedurre già dal netto divario tra la massa e il volume di questo pianeta raffrontate alla nostra Terra. Saturno, dunque, è il “più gassoso dei giganti”, composto per ben più del 90% da idrogeno, da una piccola parte di elio e da altri elementi in quantità minima. Custodisce comunque, al suo interno, un nucleo composto da silicati e ghiaccio, coperto da uno strato di idrogeno metallico. 


Accelerazione di gravità in superficie

10.44 m/s2

Pari al 106% dell’accelerazione di gravità in superficie sulla Terra (9.81 m/s2)

Con il solito giochino, un uomo di 70 kg su Saturno leggerebbe sulla bilancia 74.2 kg: giusto un poco ingrassato.


Velocità di fuga(2)

35500 m/s

Pari a 3.17 volte la velocità di fuga sulla Terra (11186 m/s)


Periodo di rotazione all’equatore

10 ore, 33 minuti e 38 secondi

Periodo di rivoluzione o periodo orbitale

10756 giorni, 14 ore e 42 minuti

Saturno percorre la sua enorme orbita con notevole calma – notate più avanti il dato della velocità orbitale – ma la tempo stesso ruota su se stesso molto velocemente, anche se non tanto quanto Giove. Di conseguenza, un giorno su Saturno dura meno della metà delle nostre canoniche 24 ore. Un’altra particolarità di questo pianeta riguarda invece l’esistenza di una rotazione differenziale piuttosto marcata: infatti, essa risulta più veloce negli strati superficiali equatoriali e più lenta nel nucleo e nel mantello, con un divario tra i due periodi di rotazione di circa 26 minuti e mezzo.


Velocità di rotazione all’equatore

9849 m/s, ovvero 35456 km/h

Contro i 465 m/s (1674 km/h) della Terra

Si tratta di un valore decisamente elevato, e potevamo aspettarcelo date le dimensioni notevoli del pianeta e la velocità del moto di rotazione…


Velocità orbitale

(9.68±~0.55) km/s

Contro i (29.789±~0.5) km/s della Terra


Distanza dal Sole

Media: 1.434×109 km, ovvero 1.434 miliardi di km o 9.583 au

Contro i 1.496×108 km (149,597,870,700 m, pari per definizione ad una au, unità astronomica) della Terra.

Perielio (minima): 1.353×109 km, ovvero 1.353 miliardi di km o 9.041 au

Afelio (massima): 1.516×109 km, ovvero 1.516 miliardi di km o 10.130 au


Eccentricità dell’orbita

0.0565

Contro lo 0.0167 della Terra.


Inclinazione dell’asse sull’eclittica(3)

26° 43’ 51.6”

Dato molto simile ai 23° 27’ della Terra. 

Questo fa sì che vi siano le stagioni su Saturno, come già visto e spiegato per il nostro pianeta e per Marte


Inclinazione orbitale(4)

2° 29’ 06”


Temperatura superficiale

Media: 143 K, ovvero -130 °C

Sensibilmente minore della temperatura superficiale media della Terra, pari a 288 K o 15 °C

Minima: 82 K, ovvero -191 °C

E noi che pensavamo di avere freddo con 187 K (-86 °C)…


Pressione atmosferica

1.4 bar, ovvero 1400 hPa

Pressione atmosferica media sulla Terra: 1013 hPa


Satelliti

82

L’affinità di Saturno con Giove viene alla luce da questo dato: si tratta infatti del pianeta del sistema solare con più satelliti ufficialmente riconosciuti. Come abbiamo visto la settimana scorsa, anche in questo caso si può effettuare una suddivisione tra satelliti regolari e irregolari sulla base delle caratteristiche delle loro orbite. Il più grande satellite di Saturno, Titano, è regolare, e per pochissimi chilometri di diametro è il secondo satellite più grande del sistema solare, battuto soltanto dal gioviano Ganimede (rispettivamente 5150 km e 5268 km).

Ma la caratteristica peculiare di questo corpo, che lo rende unico tra tanti satelliti, è il fatto di possedere un’atmosfera. Avevamo potuto notare questa particolarità già la settimana scorsa, parlando di Europa, il quarto satellite più grande di Giove, ma in quel caso parlavamo di un insieme di gas molto rarefatto. Titano invece possiede un’atmosfera di tutto rispetto, con nubi tanto fitte da impedire addirittura l’osservazione diretta della sua superficie, come avviene ad esempio su Venere.

Solo nel 2005, con l’atterraggio di un veicolo inviato appositamente con la missione Cassini-Huygens (che prende il nome dai due astronomi che per primi si occuparono di studiare approfonditamente Saturno, dopo le prime osservazioni pionieristiche di Galilei), è stato possibile vedere chiaramente la superficie di Titano, portando alla luce un ambiente stupefacente. Il satellite, infatti, presenta non solo un proprio ciclo di stagioni come la Terra, ma anche un ciclo del metano del tutto affine a quello dell’acqua che avviene sul nostro pianeta. La temperatura superficiale di Titano è intorno al punto triplo del metano, permettendone la presenza in tutti e tre gli stati – solido, liquido e gassoso – e questo fa sì che sul satellite vi siano veri e propri laghi e mari di idrocarburi, che evaporano formando nubi, le quali a loro volta piovono sulla superficie per convergere nuovamente in fiumi, laghi e mari. Stupefacente, non è vero?


Anelli 

Chiaramente visibili 3, in realtà raggruppati in 7 fasce maggiori, singolarmente quantificabili in un numero compreso tra 500 e 1000!

Sono composti da ghiaccio e silicati, il che li rende altamente riflettenti e chiaramente visibili quando colpiti dalla luce del sole. Raccolgono corpi di dimensioni molto ridotte, generalmente non più grandi di un metro (un chilometro, fonti discordanti), in orbita intorno al pianeta da 6600 a 120000 chilometri sopra l’atmosfera di Saturno. Si stima che il loro spessore medio sia di appena 10 metri, sebbene in alcuni punti possa raggiungere il chilometro, e questo li rende visibili dalla Terra soltanto grazie all’inclinazione del pianeta e degli anelli stessi rispetto al nostro piano di osservazione. 

Ciò che invece non era stato possibile osservare fino a pochissimo tempo fa è un ultimo anello, di dimensioni impressionanti ma con corpi piuttosto distanti che orbitano intorno al pianeta ad una distanza compresa tra 6 e 11.9 milioni di chilometri: questo viene indicato come Anello di Febe, e prende il nome dal più grande dei satelliti irregolari di Saturno, ritenuto responsabile della creazione di questo anello di detriti, di cui buona parte potrebbe essere stata catturata da orbite lontane o addiruttura dalla remota fascia di Kuiper, della quale avremo anche modo di parlare più approfonditamente in seguito.

Approfondiamo… Un’atmosfera burrascosa

I più attendi avranno notato che questo paragrafo porta lo stesso titolo dell’approfondimento in coda all’articolo su Giove della settimana scorsa: non si tratta di una svista. In realtà, le condizioni atmosferiche sui due giganti gassosi sono piuttosto simili, e su Saturno soffiano venti fino a 1800 km/h. Anche questo pianeta presenta delle bande colorate nella sua copertura di nubi e gas, proprio come Giove, anche se meno evidenti, ma soprattutto mostra ai nostri satelliti artificiali una particolarità decisamente singolare: in prossimità del polo nord, infatti, sopra una latitudine di circa 78° N, si può osservare una banda finale di forma perfettamente esagonale, a cui gli scienziati al giorno d’oggi non hanno ancora saputo dare una spiegazione…

Di NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute – Catalog page · Full-res (JPEG · TIFF), Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=54482817

(1) Nonostante le rappresentazioni che ne facciamo, e la forma comunque apprezzabilmente sferica all’occhio umano, i pianeti non sono sfere perfettamente regolari; la loro forma risulta invece leggermente schiacciata ai poli, presentando quindi generalmente un diametro maggiore – in misura più o meno rilevante a seconda dei casi – all’equatore e più ridotto ai poli.

(2) La velocità di fuga indica la velocità che deve essere superata da un corpo affinché possa allontanarsi indefinitamente dal campo di gravità a cui è soggetto. Per la Terra, significa che un ipotetico mezzo lanciato a 11186 m/s (40270 km/h) ci permetterebbe di vincere la forza di gravità che lo riporterebbe al suolo con un moto parabolico, o che lo manterrebbe su un’orbita circolare o ellittica attorno al pianeta.

(3) Indica l’inclinazione dell’asse di rotazione del pianeta nei confronti del piano orbitale sul quale lo stesso ruota intorno al Sole.

(4) Indica l’inclinazione dell’orbita del pianeta rispetto all’equatore del Sole.

FONTI

Furlanetto, L. (2000). Saturno. Castfvg.it. Pubblicato il 20 luglio 2000, ultima modifica 18 marzo 2013, consultato il 20 aprile 2022, URL: https://www.castfvg.it/sistsola/saturno/saturno.htm 

Saturno. (n.d.). Brera.inaf.it. Consultato il 21 aprile 2022, URL: http://www.brera.inaf.it/~covino/DVG/planetv/1/L15_05S.html 

Saturno. In Wikipedia. Ultima modifica 2 aprile 2022, consultato il 21 aprile 2022, URL: https://it.wikipedia.org/wiki/Saturno_(astronomia) 

Saturno, il gigante di gas. (2011). Esa.int. Ultima modifica 28 gennaio 2011, consultato il 20 aprile 2022, URL: https://www.esa.int/kids/it/imparare/L_Universo/Pianeti_e_satelliti/Saturno_il_gigante_di_gas 

Saturno, pianeta. (2006). In Enciclopedia Treccani – Enciclopedia dei ragazzi. A cura di Lara Albanese. Consultato il 20 aprile 2022, URL: https://www.treccani.it/enciclopedia/pianeta-saturno_%28Enciclopedia-dei-ragazzi%29/ 

Credits: Photo by Planet Volumes on Unsplash

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