Saturno in astronomia

Indubbiamente, la principale prerogativa di Saturno è il sistema di anelli che lo circonda (vedi figura): ciò che a partire dall’inizio del XVII secolo si riteneva fosse un solo anello, venne osservato per la prima volta da Galilei nel 1610, allorché cominciò ad utilizzare il suo telescopio per scrutare i cieli; tuttavia fu solo quarant’anni più tardi che Huygens lo descrisse in modo accurato. 

Verso il 1675 Cassini scoprì che gli anelli erano due; in seguito, verso la metà del X/X secolo, Bond osservò un’altra suddivisione: era il terzo anello, il famoso anello di velo, molto vicino al pianeta. Partendo dall’esterno, i tre anelli vengono di solito indicati con le lettere A, B e C: il primo, largo 16.000 km, ha un diametro di circa 274.000 km e dista mediamente da B 4800 km divisione di (Cassini); l’anello B, largo 25.600 km, dista all’incirca 1600 km da C; quest’ultimo, con una larghezza media di 18.400 km, si muove a quasi 11.20/ km dalla superficie del pianeta. Diversamente dalla larghezza, lo spessore degli anelli è molto piccolo: benché sia difficile misurarlo con precisione, tuttavia si ritiene che esso non superi i 16 km. Gli anelli sono paralleli al piano dell’equatore: essendo questo inclinato di circa 28° rispetto all’eclittica, anche il piano degli anelli presenta, rispetto all’eclittica, un’egual inclinazione. 

Saturno ruota intorno al Sole con un periodo di circa 29,5 anni terrestri e nel frattempo per ben due volte, il piano degli anelli interseca l’orbita del nostro pianeta, impiegando circa un anno per attraversarla tutta: in quel periodo, la Terra viene a trovarsi due o tre volte nel piano degli anelli. Ecco perché, in simili circostanze, è possibile osservare gli anelli di profilo: sembrano allora una sottile striscia di luce che taglia il pianeta lungo l’equatore. 

Fra un passaggio e l’altro attraverso l’orbita terrestre, gli anelli si “aprono” fino a che l’angolo compreso fra il loro piano e quello dell’eclittica raggiunge il valore massimo di 27°: a quel punto essi appaiono come un’ellisse, il cui asse minore è circa la metà di quello maggiore. 

La struttura degli anelli è un problema che assillò gli astronomi fino alla seconda metà del secolo scorso, benché già da tempo si sapesse che un sistema così grande e tanto sottile non avrebbe potuto godere di equilibrio stabile se fosse stato costituito soltanto da materia solida o liquida. 

La scoperta dell’anello più interno ad opera di Bond, prima, e l’individuazione di un certo numero di suddivisioni molto sottili negli anelli A e B, poi, permise al matematico James Clerk Maxwell di dimostrare che gli anelli erano in realtà costituiti da milioni di particelle orbitanti intorno al corpo principale. Successivamente nacque l’ipotesi che le suddivisioni fra gli anelli fossero dovute alle perturbazioni generate dai satelliti del pianeta: una simile predizione teorica trovò ben presto la più ampia conferma grazie a Keeler, il quale basandosi sull’effetto Doppler, scoprì spettroscopicamente che il margine esterno degli anelli ruotava con un periodo maggiore di quello interno. 

Poiché un simile fenomeno sarebbe inspiegabile se gli anelli fossero un solo blocco di materia allo stato solido, bisogna necessariamente ritenere che essi siano formati da uno sciame di minuscoli satelliti che si muovono intorno a Saturno secondo le leggi di Keplero; si suppone inoltre che essi contengano ghiaccio ed ammoniaca in quantità molto elevate, tuttavia mancano ancora dati definitivi al riguardo. La loro origine rappresenta un problema ancora da risolvere: la teoria che incontra il maggior favore sostiene che il materiale degli anelli avrebbe dovuto riunirsi per formare un satellite; altri ritengono invece che essi siano i resti di un satellite disintegratosi. 

Oltre ai milioni di piccoli satelliti che formano gli anelli, Saturno possiede nove satelliti veri e propri, tutti quanti mediamente più piccoli di quelli di Giove. Titano, il maggiore, ha un diametro di circa 160 km ed è visibile con altri sette mediante strumenti di apertura relativamente modesta. Febe, il satellite più esterno, ruota intorno a Saturno con moto retrogrado.