Saturnu

Saturnu vista da a sonda Cassini in u 2008.

Saturnu (simbulu: ) hè a sesta pianeta di u Sistemu sulariu per ordine di distanza à u Sole è a siconda dopu à Ghjove tantu per via di a so taglia ch'è per via di a so massa.

Saturnu hè una pianeta gigante, à listessu titulu ch'è Ghjove, Uranu è Nettunu, è più precisamente una gigante gasosa di tipu Ghjove. Di un diamitru di circa novi volte è mezu quellu di a Terra, hè per u più cumposta d'idrogenu è d'eliu. A so massa vale 95 volte quella di a Terra è u so vulumu 900 volte quellu di a nostra pianeta. U so periodu di rivoluzione hè di circa 29 anni. Era à u perieliu u 26 di lugliu 2003 è à l'afeliu u 17 di aprile 2018.

Saturnu hà un spampillime bellu più debule ch'è quellu di l'altre pianete osservevule à ochju nudu. A so magnitudine apparente pò aghjunghje à u mumentu di l'oppusizione un massimu di 0,439, mentre chì u so diamitru apparente varieghja da 14,5 à 20,5 siconde d'arcu è chì a so distanza à a Terra varieghja da 1,66 à 1,20 miliardi di chilomitri.

Saturnu pussede un sistemu d'anelli, cumposti per u più di particule di ghjacciu è di polvara. Saturnu pussede numerosi satelliti, frà i quali cinquanta trè sò stati cunfirmati è numinati. Titanu hè u più satellitu miò di Saturnu è a siconda più luna maiò di u Sistemu sulariu dopu à Ganimedu intornu à Ghjove. Titanu hè più maiò ch'è a pianeta Mercuriu è hè a sola luna di u Sistemu sulariu à pussede un'atmusfera significativa.

Essendu a più landana di e pianete di u Sistemu sulariu osservevule à ochju nudu in u celu nutturnu da a Terra, Saturnu hè cunnisciutu dapoi a Preistoria.

Caratteristiche fisiche

Massa è dimensione

Saturnu hà a forma di un sfiroidu sciacciatu : a pianeta hè sciacciata à i poli è imbuffata à l'equatore. I so diamitri equatoriali è pularii differiscenu di circa 10 % (20536 km) per u prima, è di 110449 km per u sicondu, vene à dì un diamitru mediu volumetricu di 116464 km), cunsequenza di a so rapida rutazione annantu à ella stessa è di una cumpusizione interna fluidissima. L'altre gigante gazose di u Sistemu sulariu (Ghjove, Uranu è Nettuniu) sò dinù sciacciate, ma di manera menu marcata.

Saturnu hè a siconda pianeta a più massiccia di u Sistemu sulariu, 3,3 volte menu ch'è Ghjove, ma 5,5 volte più ch'è Nettuniu è 6,5 volte più ch'è Uranu. Paragunatu à a Terra, Saturnu hè 95 volte più massicciu. U so diamitru essendu circa 9.5 volte più maiò ch'è quellu di a Terra, u so vulumu hè 900 volte superiore.

Saturnu hè a sola pianeta di u Sistemu sulariu chì a so massa volumica media hè inferiore à quella di l'acqua : 0.6873 g/cm cubi. Quessa vene à dì chì s'è omu truvava un oceanu abbastanza grande per cuntene Saturnu, quellu gallighjeria. Salvu chì a so cuesione ùn seria micca mantenuta, chì hè gasosa. 'Ssu cifru piatta enorme disparità in a ripartizione di a massa à l'internu di a pianeta : s'è a so atmusfera, per u più cumposta d'idrogenu (u gasu u più lebbiu), hè menu densa ch'è l'acqua, u so nucleu invece hè bellu più densu.

Cumpusizione

L'alta atmusfera di Saturnu hè custituita à 93,20 % d'idrogenu è à 6,7 % d'eliu in termini di molecule di gasu (96,5 % d'idrogenu è 3,5 % d'eliu in termini d'atomi). E tracce di metanu {CH4, d'etanu (C2H6), d'ammoniacu (NH3), di acetilenu (C2H2) è di fosfina (PH3) sò dinù state trove. I nivuli i più in altitudine sò cumposti di cristalli d'ammoniacu, mentre chì i nivuli più bassi parenu esse custituiti sia di hidrosulfuru d'ammoniu (NH4SH), sia d'acqua (H2O). Rispettu à l'abbundanza di l'elementi di u Sole, l'atmusfera di Saturnu hè più povara in eliu.

A quantità d'elementi più grevi ch'è l'eliu ùn hè ancora cunnisciuta incù accuratezza, ma omu suppone chì e so prupurzione currispondenu à l'abbundanze iniziale à u mumentu di a furmazione di u Sistemu sulariu. A massa tutale di 'ssi elementi hè stimata à 19 à 31 volte quella di a Terra, una frazzione significativa essendu situata in a rigione di u nucleu di Saturnu.

Struttura interna

Diagramma di a struttura di Saturnu.

A struttura interna di Saturnu seria simile à quella di Ghjove, incù un nucleu rucciosu di silicati è di ferru, circundatu di un stratu d'idrogenu metallicu, po' d'idrogenu liquidu, è' infine d' idrogenu gasosu. E tracce di ghjacci diversi serianu dinù prisenti. E transizione trà 'ssi differenti strati serianu prugrissive è a pianeta ùn cumpurteria micca una vera superficia. A rigione di u nucleu pussederia trà 9 è 22 volte a massa di a Terra.

Saturnu hà una timperatura interna assai alta, aghjunghjendu prubabilmente 12000 kelvin in u nucleu, è sgaghja, cum'è Ghjove, più energia ch'ellu ne riceve u Sole. A forza parte di 'ssa energia pruvene di un effettu di cumprissione gravitaziunale (meccanismu di Kelvin-Helmholtz), ma 'ss'effettu ùn basta micca solu à spiigà a produzzione termica.

Benchì Saturnu sia cumpostu per u più d'idrogenu è d'eliu, i gasi ùn ripprisentanu chì una debule parte di a so massa chì l'idrogenu diventa liquidu quandu a densità varca 0.01 g/cm3. 'Ssa fruntiera hè aghjunta annantu à una sfera chì currisponde à 99,9 % di a massa di Saturnu. Avvicinendu si di u core di a pianeta, a densità cuntinueghja di cresce sin'à trasfurmà l'idrogenu in metallu.

U nucleu rucciosu hè paragunevule à quellu di a Terra eccittuatu ch'ellu hè più densu. In u 2004, a massa di 'ssu nucleu hè stata stimata trà 9 è 22 volte a massa di a Terra da una squadra d'astrunomi francesi. 'Ssu estimu hè statu effittuatu à parte si da u campu gravitaziunale è di i mudelli geufisichi di e pianete gasose. Di più, omu stima chì u diamitru di u nucleu hè di 25000 km. 'Ssu nucleu hè circundatu di un mantellu zeppu d'idrogenu liquidu po', à misura chì omu si scarta u centru, d'eliu liquidu saturatu in idrogenu nanzu chì l'idrogenu è l'eliu diventanu gasosi annantu à circa 1000 km.

Atmusfera

Saturnu, bench'è calmu in apparenza, pussede un clima viulente. À u polu sudu di a pianeta si trova un uraganu chì a so taglia hè superiore à quella di i Stati Uniti incù vicinu à 8000 km di largu. Differentemente à a Grande machja rossa di Ghjove, stu uraganu pussede un ochju chì u rende prossimu da l'uragani terranei.

A velucità di u ventu annantu à Saturnu pò aghjunghje 1800 chilomitri per ora, un valore superiore à quelle rilivate annantu à Ghjove ma minima ch'è annantu à Nettuniu.

A cumpusizione di i nivuli di Saturnu varieghja incù l'altitudine. In e rigione e più alte, induve e timperature evolueghjanu trà 100 è 160 K è a prissione trà 0,5 è 2 bari, i nivuli sò cumposti di ghjacciu di ammoniacu. Trà 2,5 è 9 bari si trova u ghjacciu d'acqua à e timperature di 185 à 270 K. 'Ssi nivuli s'intreccianu à i nivuli di ghjacciu d'idrosulfuri di ammonium à parte da 3 bari. Quest'ultimi si mantenenu sin'à 6 bari. L'ultima stratu cuntene e gocce d'ammoniaca (ammoniacu in soluzione acquosa) per e prissione da 10 à 20 bari trà 270 è 330 K.

Di manera simile à Ghjove, l'atmusfera di Saturnu hè organizata in fasce parallele, ancu s'è 'sse fasce sò menu visibile è più larghe vicinu à l'equatore. Difatti, u sistemu nivulosu di Saturnu ùn fubbe ossirvatu per a prima volta ch'è à u mumentu di e missione Voyager. Dapoi, i telescopii terranei anu fattu abbastanza prugressi per pudè suvità l'atmusfera saturniana è e caratteristiche currente ind'è Ghjove (cum'è i timpurali ovali à longa durata di vita) sò statu ritruvate ind'è Saturnu. In u 1990, u telescopiu spaziale Hubble hà ossirvatu un enormu nivulu biancu vicinu à l'equatore di Saturnu chì ùn era micca prisente à u mumentu di u passaghju di e sonde Voyager. In u 1994, un antru timpurale di taglia più mudesta hè statu ossirvatu.

Animazione di u sistemu nivulosu pulariu esagunale.

U nivulu di 1990 hè un esempiu di grande machja bianca, un finominu saturnianu effemeru chì si riproduce circa ogni 30 anni (vene à dì circa ogni annu saturnianu). E grande machje bianche sò state ossirvate in u 1876, 1903, 1933 è 1960. S'è a periudicità si mantene, un'antra timpesta duveria produce si ver' di u 2020.

In l'imaghjine trasmesse da a sonda Cassini, l'atmusfera di l'emisferu nordu apparisce turchina, di modu simile à quella d'Uraniu. 'Ssu culore hè prubabilmente cagiunatu da a diffusione Rayleigh.

L'imageria infrarossa hà mustratu ch'è Saturnu pussede un vortice pulariu caldu, u solu finominu di 'ssu tipu cunnisciutu in u Sistemu sulariu.

Un sistemu ondulatoriu esagunale esiste intornu à u polu nordu, ver' di 78° di latitudine. Hè statu rimarcata per a prima volta à u mumentu di u passaghju di e sonde Voyager. I bordi di l'esagunu misuranu circa 13800 km. A struttura voglie annantu à ella stessa incù un periodu di 24 ore. U sistemu ùn si sposta micca in longitudine cum'è l'altre strutture nivulose di l'atmusfera visibile. A so origine ùn hè micca cunnisciuta. A maiò parte di l'astrunomi parenu pinsà ch'ellu si tratta quì di un inseme d'onde staziunarie. Frà l'altre teurie, puderia agisce si di un tipu scunnisciutu d'aurora pularia.

Da u 2004 à u 2009, a sonda Cassini hà dinù pussutu ossirvà a furmazione, u sviluppu è a fine di 9 viulenti timpurali. I timpurali di Saturnu sò particularmente longhi. Un timpurale si sparghjì di nuvembre di u 2007 à lugliu di u 2008. Di listessa manera, un timpurale assai viulente principiò di ghjinnaghju di u 2009 è durò più di 8 mesi. Sò i più longhi timpurali ossirvati insin'à quà in u Sistemu sulariu. Ponu stende si annantu à più di 3000 km di diamitru intornu à a rigione chjamata " Via di e timpeste " situata à 35° à u Sudu di l'equatore. E scariche elettriche pruvucate da i timpurali di Saturnu emettenu l'onde radiu deci milla volte più forte ch'è quelle di i timpurali terranei.

Magnetosfera

A magnetosfera di Saturnu hè una cavità criata in u ventu sulariu da u campu magneticu di a pianeta. Scuperta in u 1979 da a sonda Pioneer 11, a magnetosfera di Saturnu hè a siconda più vasta in senu à u sistemu sulariu, dopu à quella di Ghjove. A magnetopausa, fruntiera trà a magnetosfera di Saturnu è u ventu sulariu, si trova à circa vinti volte u raghju di Saturnu dapoi u centru di a pianeta, mentre chì a coda magnetica si stende daretu annantu à parechje centinare di volte u raghju di a pianeta.

A magnetosfera di Saturnu hè empiuta à plasma originariu di a pianeta è di i so satelliti, in particulare Encelade chì sbiocca sin'à 600 kilò di vapore d'acqua da i so geyser à u polu sudu. U campu magneticu si carca cusì di 100 kilò d'ioni per siconda. 'Ssu plasma si culloca da l'interiore di u campu ver' di a magnetocoda.

L'interazzione di a magnetosfera è di i venti sularii crea l'aurore pularie annantu à i poli di a pianeta in u campu di u visibile, di l'infrarossu è di l'ultraviolettu.

À l'internu di a magnetosfera si trova una cinta di radiazione chì cuntene e particule d'energia chì ponu aghjunghje a dicina di megaelettronivolti. 'Sse particule anu tandu una forte influenza annantu à a superficia di e lune ghjacciate di Saturnu.

Saturnu ingenereghja un campu magneticu bipulare è simetricu di 0.2 gauss (20 µT) à l'equatore, ciò chì hè appena più debule ch'è u campu magneticu terraneu.

U raghju di a magnetosfera hè 19 volte più maiò chì quellu di Saturnu, vene à dì 1100000 km, siont'è Voyager 2. L'origine di 'ssa magnetosfera hè prubabilmente l'Effettu dinamu di i currenti d'idrogenu metallicu liquidu. Hè a magnetosfera chì rispinghje e particule di i venti sularii.

U campu magneticu di Saturnu hè più debule ch'è quellu di Ghjove è a so magnetosfera hè più chjuca.

Rutazione

L'atmusfera di Saturnu subiscendu una rutazione differenziale, parechji sistemi sò stati definiti, incù i periodi di rutazione propii (un casu simile à quellu di Ghjove) :

• u prima sistemu hà un periodu di 10 ore 14 min 00 s è cuncerna a zona equaturiale, chì si stende trà u bordu nordu di a cinta equaturiale meridiunale è u bordu sudu di a cinta equaturiale bureale ;
• u sicondu sistemu cuncerna tutte l'altre latitudine è pussede un periodu di 10 ore 39 min 24 s ;
• u terzu sistemu, basatu annantu à a rutazione di l'emissione radiu di Saturnu, pussede un periodu di 10 ore 39 min 22,3 s.

Quest'ultimu sistemu, misuratu à u mumentu di u passaghju di e sonde Vohager, era quellu generalmente imprudatu per parlà di a rutazione di a pianeta. Eppuru, à u mumentu di u so approcciu di Saturnu in u 2004, a sonda Cassini misurò chì u periodu di rutazione radiu era appena cresciutu, aghjunghjendu 10 ore 45 min 45 s (± 36 s). A causa esatta di u cambiamentu ùn hè micca cunnisciuta.

Di marzu 2007, hè statu annunciatu chì a rutazione di l'emissione radiu ùn rende micca contu di a rutazione di a pianeta, ma hè cagiunata da i muvimenti di cunvezzione di u discu di plasma circundendu Saturnu, i quali sò indipindenti di a rutazione. E variazione di periodu puderianu esse cagiunate da i geyser di a luna Encelade. U vapore d'acqua emessu in orbita saturniana s'incaricheria elettricamente è piseria annantu à u campu magneticu di a pianeta, ralentiscendu a so rutazione rispettu à quella di Saturnu. S'è 'ssu puntu hè virificatu omu ùn cunnosce nessunu metudu affidevule per diterminà u periodu di rutazione reale di u nucleu di Saturnu.

Timperatura

Essendu data a so distanza à u Sole, Saturnu hè una pianeta assai freta in superficia : a so timperatura massima hè di 134 K (-139 °C), a so timperatura media aghjunghje 93 K (-180 °C) è a so timperatura minima hè di circa 72 K (-201 °C).

Anelli planitarii

L'anelli di Saturnu sò l'anelli planitarii i più impurtanti di u Sistemu sulariu. Bench'elli parenu cuntinui visti dapoi a Terra, sò difatti custituiti da innumerevule particule di ghjacciu (95 à 99 % di ghjacciu d'acqua pura sient'è l'analise spettruscopiche) è di polvara chì a so taglia varieghja da uni pochi di micrometri à une poche di centinare di metri. Anu ognunu un'orbita differente. L'anelli formanu un discu chì u so diamitru hè largu 360000 km (l'anelli principali si stendenu da 7000 à 72000 km) cumpurtendu parechje divisione di larghezze varie chì u so spissore si stende da 2 à 10 metri. Differentemente à quelli di altre gigante gasose, sò estremamente lucichente (albedu da 0,2 à 0,6).

Litteratura

• Micromégas (1752) di Voltaire. Micromégas ghjunghje annantu à Saturnu à u principiu di u racontu. Uranu è Nettuniu ùn eranu ancora scuperte à l'epica.
• Hector Servadac (1877) di Jules Verne. U libru attribuisce à Saturnu 8 satelliti è 3 anelli.
• A Journey in other Worlds (1894) di John Jacob Astor. L'espluratori aghjunghjenu una pianeta Saturnu discritta cum'è bughja è murente. Hè pupulata d'esseri fantomatichi cumunichendu per via di telepatia è previdendu l'avvene.
• Cthulhu Mythos di H.P. Lovecraft.
• A Via marziana (1952) d'Asimov. L'umani di a culonia marziana si lancianu in una spedizione ver' di l'anelli di Saturnu.
• Operazione Saturnu (1953) di Frank Hampson.
• Saturn Rukr (1997) di Robert L. Forward. Saturnu aggronda una forma di vita intelligente

sottu à i nivuli.

• The clouds of Saturn (1998) di Michael McCollum.
• L'Alba di a notte (1996-1999) di Peter F. Hamilton.
• Accelerando (2005) di Carlu Stross. L'umanità culunizeghja a pianeta Saturnu.
• Larklight (2006) di Philip Reeve.
• A Zona di u fora (2007) d'Alain Damasio. Rumanzu di fintascenzia in u quale un gruppu cuntestatariu prova à rompe a cultura orwelliana di una culonia umana chì campa annantu à un satellitu di Saturnu.
• The Taking of Chelsea 426 (2009) di David Llewellyn. Rumanzu appartinendu à l'universu di Doctor Who, l'umanità ci culunizeghja i nivuli di Saturnu.
• 2312 (2012) di Kim Stanley Robinson.
• SaturnRun (2015) di John Sandford.
• Varii comics frà i quali Superman.

Da vede dinò

- Atmusfera di Saturnu
- Cassini-Huygens (sonda spaziale)
- Anelli di Saturnu
- Satelliti naturali di Saturnu
- Sistemu sulariu
- Albiorix
- Elena (astrunumia)
- Enceladu
- Epimeteu
- Iperione
- Mimas
- Pan (astrunumia) - Pandora (astrunumia)