Saturno è noto per essere un gigante gassoso e per il suo impressionante sistema di anelli. Ma ti sorprenderebbe sapere che questo pianeta ha anche le seconde lune del Sistema Solare, seconda solo a Giove? Sì, Saturno ha almeno 150 lune e lune in totale , sebbene solo 62 abbiano orbite confermate e solo 53 abbiano ricevuto nomi ufficiali.
La maggior parte di queste lune sono piccoli corpi ghiacciati che sono poco più che parti del suo impressionante sistema di anelli. In effetti, 34 delle lune che sono state nominate hanno un diametro inferiore a 10 km mentre altre 14 hanno un diametro compreso tra 10 e 50 km. Tuttavia, alcune delle sue lune interne ed esterne sono tra le più grandi e drammatiche del Sistema Solare, misurando tra 250 e 5000 km di diametro e ospitando alcuni dei più grandi misteri del Sistema Solare.
Le lune di Saturno hanno una tale varietà di ambienti tra loro che ti verrebbe perdonato il desiderio di trascorrere un'intera missione solo guardando i suoi satelliti. Dal Titano arancione e nebbioso ai pennacchi ghiacciati che emanano da Encelado, studiare il sistema di Saturno ci dà molte cose a cui pensare. Non solo, le scoperte lunari continuano ad arrivare. Ad aprile 2014, ci sono 62 satelliti conosciuti di Saturno (esclusi i suoi anelli spettacolari, ovviamente). Cinquantatre di quei mondi sono nominati.
La sonda Cassini osserva tre lune di Saturno incastonate nel lato notturno del pianeta. Credito: NASA/JPL/Istituto di scienze spaziali
Scoperta e denominazione:
Prima dell'invenzione della fotografia telescopica, otto lune di Saturno venivano osservate utilizzando semplici telescopi. Il primo ad essere scoperto è stato Titano , la luna più grande di Saturno, osservata da Christiaan Huygens nel 1655 utilizzando un telescopio di sua progettazione. Tra il 1671 e il 1684, Giovanni Domenico Cassini scoprì le lune di Teti , Dione , Rea e Giapeto – che chiamò collettivamente “Sider Lodoicea” (latino per “Stelle Louisiane”, dal re Luigi XIV di Francia).
nel 1789, William Herschel scoperto mimi e Encelado , mentre gli astronomi padre e figlio W.C Bond e G.P. Bond scoperto Iperione nel 1848, scoperta indipendentemente da William Lassell nello stesso anno. Alla fine del XIX secolo, l'invenzione delle lastre fotografiche a lunga esposizione permise di scoprire più lune, la prima delle quali Phoebe , osservato nel 1899 da W.H. Picking.
Nel 1966, il decimo satellite di Saturno fu scoperto dall'astronomo francese Audouin Dollfus, che in seguito fu chiamato Giano . Pochi anni dopo, ci si rese conto che le sue osservazioni potevano essere spiegate solo se fosse stato presente un altro satellite con un'orbita simile a quella di Giano. Questa undicesima luna è stata poi nominata Epimeteo , che condivide la stessa orbita con Janus ed è l'unico co-orbitale conosciuto nel Sistema Solare.
Collage di Saturno e delle sue lune più grandi. Credito: NASA/JPL/SSI
Nel 1980 furono scoperte altre tre lune e successivamente confermate dal Viaggiare sonde. Erano le lune di Troia (vedi sotto) di Helene (che orbita intorno a Dione) così come Telesto e Calipso (che orbitano attorno a Teti).
Da allora lo studio dei pianeti esterni è stato rivoluzionato dall'uso di sonde spaziali senza equipaggio. Questo è iniziato con l'arrivo delViaggiarenavicella spaziale nel sistema di Cronian nel 1980-81, che ha portato alla scoperta di tre lune aggiuntive: Atlante , Prometeo , e Pandora – portando il totale a 17. Nel 1990, le immagini archiviate rivelavano anche l'esistenza di Pane .
Questo è stato seguito dal Cassini-Huygens missione, che è arrivata a Saturno nell'estate del 2004. Inizialmente,Cassiniscoperto tre piccole lune interne, tra cui metone e Pallene tra Mimas ed Encelado, nonché la seconda luna lagrangiana di Dione – Polidia . Nel novembre del 2004,Cassinigli scienziati hanno annunciato che molte altre lune devono orbitare all'interno degli anelli di Saturno. Da questi dati, più lune e le lune di dafni e Anthe sono stati confermati.
Lo studio delle lune di Saturno è stato anche aiutato dall'introduzione di dispositivi digitali ad accoppiamento di carica, che hanno sostituito le lastre fotografiche entro la fine del XX secolo. Per questo motivo, i telescopi terrestri hanno iniziato a scoprire diverse nuove lune irregolari attorno a Saturno. Nel 2000, tre telescopi di medie dimensioni hanno trovato tredici lune nuove con orbite eccentriche a notevole distanza dal pianeta.
Le lune di Saturno, da sinistra a destra: Mimas, Encelado, Tethys, Dione, Rhea; Titano sullo sfondo; Giapeto (in alto) e Iperione (in basso). Credito: NASA/JPL/Istituto di scienze spaziali
Nel 2005, gli astronomi utilizzando il Osservatorio di Mauna Kea annunciò la scoperta di altre dodici piccole lune esterne. Nel 2006, gli astronomi usarono il Giappone Telescopio Subaru a Mauna Kea riportò la scoperta di altre nove lune irregolari. Nell'aprile del 2007, Tarqeq (S/2007 S 1) è stato annunciato, e nel maggio dello stesso anno, P/E 2007 S 2 e P/2007 P 3 sono stati segnalati.
I nomi moderni delle lune di Saturno furono suggeriti da John Herschel (figlio di William Herschel) nel 1847. In linea con la nomenclatura degli altri pianeti, propose che prendessero il nome da figure mitologiche associate al dio romano dell'agricoltura e del raccolto - Saturno, il equivalente del greco Crono. In particolare, i sette satelliti conosciuti prendono il nome da Titani, Titanesse e Giganti, i fratelli e le sorelle di Crono.
Nel 1848, Lassell propose che l'ottavo satellite di Saturno fosse chiamato Hyperion, come un altro Titano. Quando nel 20 ° secolo, i nomi dei Titani furono esauriti, le lune presero il nome da diversi personaggi della mitologia greco-romana o giganti di altre mitologie. Tutte le lune irregolari (eccetto Phoebe) prendono il nome dagli dei Inuit e gallici e dai giganti di ghiaccio nordici.
Le grandi lune interne di Saturno:
Le lune di Saturno sono raggruppate in base alle loro dimensioni, orbite e vicinanza a Saturno. Le lune più interne e le lune regolari hanno tutte piccole inclinazioni orbitali ed eccentricità e orbite prograde. Nel frattempo, le lune irregolari nelle regioni più esterne hanno raggi orbitali di milioni di chilometri, periodi orbitali che durano diversi anni e si muovono in orbite retrograde.
La luna di Saturno di Encelado. Credito: NASA/JPL/Istituto di scienze spaziali
Le grandi lune interne di Saturno, che orbitano all'interno del E anello (vedi sotto), includono i satelliti più grandi Mimas, Encelado, Tethys e Dione. Queste lune sono tutte composte principalmente da ghiaccio d'acqua e si ritiene che siano differenziate in un nucleo roccioso e un mantello e una crosta ghiacciati. Con un diametro di 396 km e una massa di 0,4×10ventikg, mimi è la più piccola e la meno massiccia di queste lune. Ha una forma ovoidale e orbita intorno a Saturno a una distanza di 185.539 km con un periodo orbitale di 0,9 giorni.
Alcune persone chiamano scherzosamente Mimas la luna 'Morte Nera' a causa del cratere sulla sua superficie che ricorda la macchina delGuerre stellariuniverso. Il cratere Herschel di 140 km (88 mi) è circa un terzo del diametro della luna stessa e potrebbe aver creato fratture (chasmata) sul lato opposto della luna. Ci sono infatti crateri su tutta la piccola superficie della luna, che la rendono tra le più butterate del Sistema Solare.
Encelado, nel frattempo, ha un diametro di 504 km, una massa di 1,1×1020 kmed è di forma sferica. Orbita intorno a Saturno a una distanza di 237.948 km e impiega 1,4 giorni per completare una singola orbita. Sebbene sia una delle lune sferiche più piccole, è l'unica luna di Cronia ad essere endogenamente attiva e uno dei più piccoli corpi conosciuti nel Sistema Solare che è geologicamente attivo. Ciò si traduce in funzionalità come il famoso ' strisce di tigre ” – una serie di faglie continue, increspate, leggermente curve e approssimativamente parallele all'interno delle latitudini polari meridionali della luna.
Nella regione polare meridionale sono stati osservati anche grandi geyser che rilasciano periodicamente pennacchi di ghiaccio d'acqua, gas e polvere che riempiono l'anello E di Saturno. Questi getti sono una delle numerose indicazioni che Encelado ha acqua liquida sotto la sua crosta ghiacciata, dove i processi geotermici rilasciano abbastanza calore per mantenere un oceano di acqua calda più vicino al suo nucleo.
L'emisfero finale di Dione, che mostra le macchie di 'terreno sussurrato'. Credito: NASA/JPL
La luna ha almeno cinque diversi tipi di terreno, una superficie geologica 'giovane' di meno di 100 milioni di anni. Con un albedo geometrico di oltre il 140%, dovuto al fatto che è composto in gran parte da ghiaccio d'acqua, Encelado è uno degli oggetti più luminosi conosciuti nel Sistema Solare.
Con un diametro di 1066 km, Tethys è la seconda più grande delle lune interne di Saturno e la sedicesima più grande luna del Sistema Solare. La maggior parte della sua superficie è costituita da un terreno fortemente craterizzato e collinare e da una regione pianeggiante più piccola e liscia. Le sue caratteristiche più importanti sono il grande cratere da impatto di Ulisse , che misura 400 km di diametro, e un vasto sistema di canyon chiamato Itaca Chasma – che è concentrico con Odisseo e misura 100 km di larghezza, da 3 a 5 km di profondità e 2.000 km di lunghezza.
Con un diametro e una massa di 1.123 km e 11×10ventikg, Dione è la più grande luna interna di Saturno. La maggior parte della superficie di Dione è un vecchio terreno fortemente craterizzato, con crateri che misurano fino a 250 km di diametro . Tuttavia, la luna è anche ricoperta da una vasta rete di avvallamenti e lineamenti che indicano che in passato ha avuto un'attività tettonica globale.
È ricoperto da canyon, crepe e crateri ed è ricoperto dalla polvere nell'E-ring che originariamente proveniva da Encelado. La posizione di questa polvere ha portato gli astronomi a teorizzare che la luna sia stata ruotata di circa 180 gradi rispetto alla sua disposizione originale in passato, forse a causa di un grande impatto.
Le grandi lune esterne di Saturno:
Le Grandi Lune Esterne, che orbitano al di fuori dell'Anello E di Saturno, sono simili nella composizione alle Lune Interne, cioè composte principalmente da acqua ghiacciata e roccia. Di questi, Rhea è la seconda più grande – misura 1.527 km di diametro e 23×10ventikg di massa – e la nona luna più grande del Sistema Solare. Con un raggio orbitale di 527.108 km, è la quinta più lontana delle lune più grandi e impiega 4,5 giorni per completare un'orbita.
Viste della luna di Saturno Rea. Credito: NASA/JPL/Istituto di scienze spaziali
Come altri satelliti croniani, Rea ha una superficie piuttosto ricca di crateri e alcune grandi fratture nell'emisfero finale. Anche Rhea ne ha due molto grandi bacini d'impatto sul suo emisfero antisaturniano – il cratere Tirawa (simile a Odysseus su Tethys) e un cratere ancora senza nome – che misurano rispettivamente 400 e 500 km di diametro.
Rhea ha almeno due sezioni principali, la prima è costituita da crateri luminosi con crateri più grandi di 40 km (25 miglia) e una seconda sezione con crateri più piccoli. Si ritiene che la differenza di queste caratteristiche sia la prova di un importante evento riaffiorante in qualche momento nel passato di Rhea.
A 5150 km di diametro e 1.350×10ventikg di massa, Titano è la luna più grande di Saturno e comprende oltre il 96% della massa in orbita attorno al pianeta. Titano è anche l'unica grande luna ad avere una propria atmosfera, che è fredda, densa e composta principalmente da azoto con una piccola frazione di metano. Gli scienziati hanno anche notato la presenza di idrocarburi policiclici aromatici nell'alta atmosfera, così come cristalli di ghiaccio di metano .
La superficie di Titano, difficile da osservare a causa della persistente foschia atmosferica, mostra solo pochi crateri da impatto, prova di criovulcani , e campi di dune longitudinali apparentemente modellati dai venti di marea. Titano è anche l'unico corpo del Sistema Solare accanto alla Terra con corpi liquidi sulla sua superficie, sotto forma di laghi di metano–etano nelle regioni polari nord e sud di Titano.
Immagine di Titano scattata dalla navicella spaziale Cassini, che mostra la luce che passa attraverso la periferia dell'atmosfera lunare. Credito: NASA/JPL-Caltech/Istituto di scienze spaziali
Titano si distingue anche per essere l'unica luna cronica che abbia mai avuto una sonda atterrata su di essa. Questo era il lander Huygens, che è stato trasportato nel mondo nebbioso dalla navicella spaziale Cassini. I 'processi simili alla Terra' di Titano e la spessa atmosfera sono tra le cose che fanno risaltare questo mondo per gli scienziati, che includono le sue piogge di etano e metano dall'atmosfera e i flussi sulla superficie.
Con una distanza orbitale di 1.221.870 km, è la seconda grande luna più lontana da Saturno e completa una singola orbita ogni 16 giorni. Come Europa e Ganimede, si ritiene che Titano abbia un oceano sotto la superficie fatto di acqua mista ad ammoniaca, che può eruttare sulla superficie della luna e portare al criovulcanesimo.
Hyperion è l'immediato vicino di Titano. Con un diametro medio di circa 270 km, è più piccolo e leggero di Mimas. È anche di forma irregolare e piuttosto strana nella composizione. Essenzialmente, la luna è un corpo ovoidale, di colore marrone chiaro con una superficie estremamente porosa (che ricorda una spugna). La superficie di Hyperion è ricoperta da numerosi crateri da impatto, la maggior parte dei quali ha un diametro compreso tra 2 e 10 km. Ha anche una rotazione altamente imprevedibile, senza poli o equatore ben definiti.
A 1.470 km di diametro e 18×10ventikg di massa, Giapeto è la terza più grande delle grandi lune di Saturno. E a una distanza di 3.560.820 km da Saturno, è la più lontana delle grandi lune e impiega 79 giorni per completare una singola orbita. A causa del suo colore e composizione insoliti - il suo emisfero principale è scuro e nero mentre il suo emisfero finale è molto più luminoso - è spesso chiamato 'yin e yang' delle lune di Saturno.
I due lati di Giapeto, la “luna yin-yang” di Saturno. Credito: NASA/JPL
Le lune irregolari di Saturno:
Oltre queste lune più grandi ci sono le lune irregolari di Saturno. Questi satelliti sono piccoli, hanno grandi raggi, sono inclinati, hanno orbite per lo più retrograde e si ritiene che siano stati acquisiti dalla gravità di Saturno. Queste lune sono composte da tre gruppi di base: il gruppo Inuit, il gruppo gallico e il gruppo norvegese.
Il gruppo Inuit è composto da cinque lune irregolari che prendono il nome dalla mitologia Inuit: Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq e Tarqeq. Tutti hanno orbite prograde che vanno da 11,1 a 17,9 milioni di km e da 7 a 40 km di diametro. Sono tutti simile nell'aspetto (di colore rossastro) e hanno inclinazioni orbitali comprese tra 45 e 50°.
Il gruppo gallico è un gruppo di quattro lune esterne prograde che prendono il nome dai personaggi della mitologia gallica: Albiorix, Bebhionn, Erriapus e Tarvos. Anche qui le lune sono simili nell'aspetto e hanno orbite che vanno da 16 a 19 milioni di km. Le loro inclinazioni sono nell'intervallo 35°-40°, le loro eccentricità intorno a 0,53 e hanno dimensioni comprese tra 6 e 32 km.
Infine, c'è il gruppo dei norvegesi, che consiste di 29 lune esterne retrograde che prendono il nome dalla mitologia norrena. Questi satelliti hanno dimensioni comprese tra 6 e 18 km, le loro distanze tra 12 e 24 milioni di km, le loro inclinazioni tra 136° e 175° e le loro eccentricità tra 0,13 e 0,77. Questo gruppo è talvolta indicato anche come il Phoebe gruppo, a causa della presenza di una singola luna più grande nel gruppo, che misura 240 km di diametro. Il secondo più grande, Ymir , misura 18 km di diametro.
Anelli e lune di Saturno Credito: NASA
All'interno delle Grandi Lune Interne ed Esterne, ci sono anche quelle appartenenti al gruppo Alkyonide. Queste lune - Methone, Anthe e Pallene - prendono il nome dagli Alkyonides della mitologia greca, si trovano tra le orbite di Mimas ed Encelado e sono tra le lune più piccole intorno a Saturno. Alcune delle lune più grandi hanno anche lune proprie, note come lune troiane. Ad esempio, Tethys ha due trojan: Telesto e Calypso, mentre Dione ha Helene e Polidia .
Formazione della luna:
Si pensa che la luna di Saturno di Titano, le sue lune e gli anelli di medie dimensioni si siano sviluppati in un modo più vicino alle lune galileiane di Giove. In breve, ciò significherebbe che le lune regolari si sono formate da un disco circumplanetario, un anello di gas in accrescimento e detriti solidi simile a un disco protoplanetario. Nel frattempo, si ritiene che le lune esterne irregolari fossero oggetti catturati dalla gravità di Saturno e rimasti in orbite lontane.
Tuttavia, ci sono alcune variazioni su questa teoria. In uno scenario alternativo, due lune delle dimensioni di Titano si sono formate da un disco di accrescimento attorno a Saturno; il secondo alla fine si rompe per produrre gli anelli e le lune interne di media grandezza. In un altro, due grandi lune si sono fuse insieme per formare Titano e la collisione ha sparso detriti ghiacciati che si sono formati per creare le lune di medie dimensioni.
Tuttavia, la meccanica di come si è formata la luna rimane un mistero per il momento. Con missioni aggiuntive organizzate per studiare le atmosfere, le composizioni e le superfici di queste lune, potremmo iniziare a capire da dove provenissero veramente.
Proprio come Giove e tutti gli altri giganti gassosi, il sistema di satelliti di Saturno è vasto quanto impressionante. Oltre alle lune più grandi che si ritiene si siano formate da un enorme campo di detriti che un tempo le orbitava intorno, ha anche innumerevoli satelliti più piccoli che sono stati catturati dal suo campo gravitazionale nel corso di miliardi di anni. Si può solo immaginare quanti altri ne restano da trovare in orbita attorno al gigante anellato.
Abbiamo molti ottimi articoli su Saturno e la sua luna qui su Universe Today. Ad esempio, ecco Quante lune ha Saturno? e Saturno sta facendo una luna nuova?
Ecco un articolo sulla scoperta di La sessantesima luna di Saturno , e un altro articolo su come potrebbero essere le lune di Saturno creare nuovi anelli .
Vuoi maggiori informazioni sulle lune di Saturno? Guardare Informazioni Cassini della NASA sulle lune di Saturno e altro ancora dalla NASA Esplorazione del sistema solare posto.
Abbiamo registrato due episodi di Astronomy Cast proprio su Saturno. Il primo è Episodio 59: Saturno , e il secondo è Episodio 61: Le lune di Saturno .
Fonti:
- NASA- Missione Cassini – Le lune di Saturno
- Le lune di Saturno (Agenzia spaziale europea)
- Missione del Solstizio Cassini (NASA)
- Cassini-Huygens (Agenzia spaziale europea)
- Cassini Imaging Central Laboratory for Operations (CICLOPS)
