Guida ai più grandi satelliti di Saturno
Tra le più interessanti scoperte ottenute tramite la sonda Cassini, nei 20 anni che ci ha accompagnati, sicuramente molte hanno riguardato la possibilità di vedere da vicino le moltissime lune di Saturno. Il Signore degli Anelli, ha ben 62 satelliti naturali noti, ognuno con le sue caratteristiche che lo rendono interessante o meno. Alcuni di essi hanno però rivestito un ruolo particolare nello studio dei fenomeni astrobiologici e di formazione planetaria.
Qui di seguito riportiamo allora una carrellata dei più interessanti tra questi satelliti, eseguita da Alessandro Bologna, astrofilo che si occupa della gestione della nostra community su Facebook (a cui vi invitiamo a partecipare).
Gli anelli ed i satelliti minori
Gli anelli, la meraviglia di Saturno (non unici nel sistema solare, ma unici da essere visibili anche nei modesti telescopi amatoriali), furono inizialmente scambiati da Galileo Galilei, nel 1610, per due astri più piccoli. il suo cannocchiale non era neanche lontanamente paragonabile agli attuali anche se modesti strumenti. La scoperta ufficiale si deve all’astronomo Huygens nel 1655.
Risultano equatoriali e quindi, al pari di Saturno, sono inclinati rispetto al piano orbitale; sono composti da milioni, miliardi, di frammenti vari della grandezza dal micrometro al metro e più; iniziano ad una altezza di circa 6.600 km dalla superficie e si estendono fino a 120.000 km; grazie alla Cassini, sappiamo che hanno uno spessore medio di 10 metri, quindi risultano molto sottili; non sono, però, completamente piatti e possono ispessirsi, sopra e sotto il loro piano, dai 3 ai 5 km.
Sono divisi in sette fasce, separate fra loro da spazio quasi interamente vuoto, eccezion fatta per i satelliti responsabili del vuoto stesso.
La loro origine è ignota e due sono le principali ipotesi:
1)distruzione dovuta ad un impatto con una cometa di un antico satellite.
2)materiale avanzato dalla formazione del gigante gassoso.
Solo l’anello “E” pare sia dovuto all’intensa attività criovulcanica di Encelado.
Comunque, in tutti o quasi gli anelli, sono presenti lune di piccole o medie dimensioni.
Parlare dei satelliti minori di Saturno è, a dir poco, complicato: a fine 1800 si conoscevano solo gli 8 maggiori… nel 2003 se ne contavano 63; grazie alla sonda Cassini si è arrivati ad ipotizzarne 92/93 (ma potrebbero essere di più!). Sono stati suddivisi in gruppi e sotto gruppi, in regolari ed irregolari. Fra i gruppi si evidenziano il Gruppo Inuit, il Gruppo Nordico e il Gruppo Gallico.
Helene – Pandora – Metone
Helene, Elena fu scoperto dagli astronomi Laques e Lecacheux nel 1980 grazie a delle osservazioni effettuate dal Pic du Midi.
Di dimensioni 36x32x30 km (media 32 km), co-orbita con Dione ed è stato ripreso sia dalla Cassini che dalle Voyager. Dovrebbe essere composto di ghiaccio d’acqua e silicati e presenta una luminosità molto bassa.
Pandora presenta una superficie maggiormente craterizzata rispetto al vicino Prometeo.
Di dimensioni 103x80x64, dovrebbe essere composto di ghiaccio d’acqua e materiali rocciosi misti. La sua scoperta si deve solo grazie alle foto della Voyager 1 nel 1980.
Metone è il più piccolo tra i tre, ha un diametro medio di soli 3 km e fu scoperto dall’astronomo Charnoz durante l’analisi delle immagini della Cassini.
L’orbita risulta decisamente caotica ed imprevedibile. Il suo aspetto è quello di un corpo ovale e dalla superficie estremamente liscia. Questa particolarità è probabilmente da attribuire al materiale di cui è composta e che sarebbe in grado di appianare eventuali crateri in maniera molto rapida.
Epimeteo e Giano
Le dimensioni di Epimeteo sono di 135x108x105 km, con un diametro medio di 113 km; è, probabilmente, un corpo ghiacciato ed estremamente poroso, ricoperto di crateri, alcuni dei quali superano i 30 km. Risulta essere co-orbitale con Giano; il raggio di quest’ultimo è attualmente inferiore di 80 km rispetto a Epimeteo (variando ciclicamente); i due satelliti arrivano a sfiorarsi, ma poi si separano senza mai sorpassarsi ed avvicinarsi eccessivamente (la distanza minima non è mai inferiore ai 10.000 km).
Le dimensioni di Giano sono 193x173x137 km (medio 179 km); al pari di Epimeteo ha una superficie craterizzata (crateri oltre i 30 km) e farebbe pensare ad un corpo ghiacciato e poroso. Però, queste caratteristiche sono molto incerte.
Probabilmente Epimeteo e Giano facevano parte di un unico corpo andato distrutto nel caos iniziale della formazione del nostro sistema solare.
Epimeteo, noto anche come Saturno XI°, presenta, al pari di Giano, una scoperta un po’ complicata. Il 15/12/1966 fu osservato dall’astronomo Dolfus, il 18/12/1966 da Walker; nel 1978 gli astronomi Larson e Fountain capirono che nella stessa orbita erano presenti due satelliti (l’altro era Giano); nel 1980 la Voyager 1 confermò l’ipotesi e, finalmente, Walker, Larson e Fountain se ne videro assegnare la paternità!
Prometeo
Prometeo fu scoperto solo nel 1980 dalla sonda Voyager 1. Il suo nome ufficiale è 1980 S27.
Ha dimensioni di 119x87x61 km, da cui deriva una forma molto allungata. I dati sulla composizione, ghiaccio e materiale poroso, non sono sicuri.
Presenta creste, valli e crateri da impatto, alcuni del diametro di 20 km. La sonda Cassini ha rivelato che il suo campo gravitazionale crea nodi e perturbazioni nell’anello F.
Iperione
Iperione, noto anche come Saturno VII, fu scoperto dagli astronomi Bond (padre e figlio) e Lassel nel 1848.
È il corpo irregolare più grande, dopo Proteo (Nettuno), del Sistema Solare; le sue dimensioni sono 360x266x205 km. È probabile che sia un “frammento” di un corpo più grande distrutto, nel lontano passato, da un impatto catastrofico. Presenta una rotazione caotica, unica nel sistema solare per un satellite, dovuta probabilmente alla sua orbita fortemente eccentrica che lo porta ad avvicinarsi a Titano.
Composto principalmente di ghiaccio d’acqua, ha una superficie ben poco riflettente (bassissimo albedo), ricca di crateri e decisamente scura. Quest’ultimo dato pare sia dovuto a Metano e/o Biossido di Carbonio “catturato” nei ravvicinati passaggi a Titano. La superficie, inoltre, è dominata da un vasto cratere largo 120 km e profondo 10.
Teti
Teti, IIIº satellite naturale di Saturno per dimensioni, fu scoperto da G.D. Cassini nel 1684. Ha un diametro medio di 1066 km (1080x1062x1055) e nella composizione, quasi esclusivamente ghiaccio d’acqua, è simile a Dione e Rea.
La superficie, fortemente craterizzata, presenta due tipi diversi di terreni: uno con molti più crateri, l’altro di colore scuro e con una cintura leggermente craterizzata che si estende attorno alla luna.
L’emisfero occidentale è caratterizzato da un cratere da impatto, chiamato Odisseo, del diametro di 400 km, che corrisponde a 2/5 di Teti stessa. Il cratere è quasi piatto, probabilmente a causa del cedimento della sottile crosta ghiacciata.
Altra struttura degna di nota, è una enorme valle chiamata Ithaca Chasma (l’immagine presentata è una rappresentazione artistica!).
Teti ha due satelliti co-orbitali: Telesto e Calipso.
Dione
Dione è il IVº satellite naturale di Saturno, scoperto da G.D. Cassini nel 1684. Ha un diametro medio di 1123 km, rivolge sempre la stessa faccia al gigante gassoso ed ha due satelliti co-orbitali (Elena e Polluce), 60° davanti e dietro di sé.
Il satellite è composto principalmente di ghiaccio d’acqua, ma data la sua densità (seconda solo a Titano) si suppone che al suo interno vi sia anche del materiale più denso.
Nell’emisfero posteriore presenta una rete di brillanti striature su fondo scuro e che si sovrappone ai crateri. Grazie alla solita Cassini e ad un suo sorvolo a soli 500 km dalla superficie, si è scoperto che si tratta di rupi scoscese ricoperte di materiale ghiacciato: Dione si è rivelato un corpo lacerato da enormi fratture dovute a movimenti tettonici.
Rea
Rea, IIº satellite naturale di Saturno per dimensioni e nono nel Sistema Solare, ha un diametro di 1528 km e fu scoperta da Gian Domenico Cassini nel 1672.
Dotata di un corpo ghiacciato, ipotesi confermata dal passaggio ravvicinato della sonda Cassini, ha emisferi dissimili fra loro. Quello anteriore, cioè lungo l’orbita (il satellite rivolge sempre la stessa faccia a Saturno), è caratterizzato da crateri da impatto più grandi di 40 km; l’altro, invece, nelle regioni polari ed equatoriali, presenta gli stessi crateri ma tutti al di sotto dei 40 km.
Sempre la Cassini, durante un sorvolo del 2005, ha rilevato dei dati per cui gli scienziati hanno ipotizzato la presenza di anelli planetari. Sarebbe la prima volta, se confermata, la presenza di anelli per un satellite. E’ stata inoltre notata una tenue atmosfera di ossigeno e anidride carbonica. L’ossigeno libero sarebbe dovuto all’intenso campo magnetico di Saturno, che agendo sul ghiaccio presente sulla superficie rilascerebbe ossigeno gassoso.
Mimas
Mimas, VIIº satellite di Saturno in ordine di grandezza e il ventunesimo del sistema solare per dimensione.
Ha un diametro di 396 km ed è il più piccolo corpo conosciuto ad avere forma sferica. A causa della intensa attrazione mareale esercitata da Saturno, la sua forma è quella di un ellissoide con un asse maggiore del 10% più lungo di quello minore. Con ogni probabilità è composto da ghiaccio d’acqua e una piccola quantità di roccia.
La caratteristica principale è il cratere, quello che si vede in alto a destra nella foto; si chiama Herschel, dal nome dell’astronomo che scoprì Mimas nel 1789; ha un diametro di 140 km ed arriva ad esser profondo fino a 10 km, mediamente 5 km, con un picco centrale alto 6 km! Confrontando le dimensioni di Mimas con la Terra, lo stesso cratere avrebbe un diametro di 4000 km, più grande del Canada: deve essere stata sicuramente una gran bella botta!
Encelado
Encelado, VI° satellite naturale di Saturno in ordine di grandezza, ha un diametro medio di 499 km. Scoperto dall’astronomo W. Herschel nel 1789, la Voyager 1 scoprì che la sua orbita è posta all’interno della regione più densa dell’anello E, di cui è, probabilmente, anche un “fornitore” di materiale. In compagnia di Io (Giove) e Tritone (Nettuno), è una luna che presenta attività vulcanica: nel caso di Encelado generata, sicuramente, dalla presenza di acqua liquida sotto la superficie. La gloriosa Cassini ne ha sfiorato letteralmente la superficie del Polo Sud (a soli 25 km di quota), dove sono stati immortalati geyser che si elevano fino a 200 km nello spazio. Gli strumenti di bordo, se pur non propriamente idonei alla bisogna, hanno rilevato la presenza di composti organici semplici, cosa mai avvenuta su nessun altro satellite.
Insomma, una luna tutta da scoprire e che sicuramente sarà oggetto di future missioni esplorative!
Giapeto
Giapeto, con i suoi 650 km di diametro, è uno dei satelliti più grandi di Saturno, secondo solo a Titano e Rea, e tra i dieci più grandi dopo la Luna.
Quella macchia scura che si vede in foto non è un’ombra. Giapeto è infatti diviso in due regioni molto differenti l’una dall’altra, tanto che guardandolo dal versante scuro con Cassini, risultava quasi invisibile. Una spiegazione forte per l’esistenza di questa regione scura, detta appunto Cassini Regio, non esiste ancora, tuttavia potrebbe trattarsi di materiale sotterraneo portato in superficie da fenomeni di vulcanismo o impatti meteoritici, cosa che sarebbe confermata da una maggiore concentrazione di queste sostanze nei pavimenti dei crateri.
Un altro carattere particolare è la creata equatoriale, una catena montuosa alta 13 km che si estende per 1300 km proprio nella Cassini Regio. Alcuni dei picchi raggiungono i 20 km, tanto da essere tra i picchi più alti del Sistema Solare. Anche questa formazione non è ben spiegata, ma è ugualmente possibile che sia stata formata dalla solidificazione di materiale sotterraneo fuoriuscito in antichità.
Titano
Titano, primo satellite per grandezza di Saturno e secondo, nel Sistema Solare, solo a Ganimede (Giove), ma unico ad avere un’atmosfera; con un diametro di 5.150 km è più grande di Mercurio, ma non per massa; scoperto dall’astronomo Huygens nel 1655, di cui la sonda che vi è atterrata porta il nome, è “simile” alla Terra primordiale… con il metano al posto dell’acqua; la sua geografia presenta fiumi, laghi, mari e terre emerse ed il metano si presenta allo stato liquido, gassoso e solido.
