Saturno e i suoi anelli – parte 8

La sonda spaziale Cassini, in orbita intorno a Saturno, non smette mai di sorprenderci con i dati che invia incessantemente al centro di controllo della NASA: non passa giorno che gli scienziati preposti all’analisi di questa mole di dati non si trovino davanti a delle scoperte molto interessanti.

Saturno in questo periodo si trova quasi al suo equinozio (ci arriverà piano piano in agosto) ed è questa un’occasione irripetibile per la sonda e per la comunità scientifica per osservare quanto sta succedendo in quelle lontane plaghe del sistema solare illuminate da lontano dal nostro stesso Sole. Nonostante Saturno si trovi a circa 10 UA dal Sole, quest’ultimo permette il crearsi di fantastici giochi di luci ed ombre che mai erano stati studiati così da vicino! Oltre ad essere dei bellissimi giochi di ombre causati dall’interporsi dei satelliti tra il Sole e il complesso sistema di anelli, queste circostanze permettono agli scienziati di approfondire le proprie conoscenze sulla struttura degli anelli, dei satelliti e del pianeta attorno al quale ruotano.

Saturno e i suoi anelli - parte 8

foto 1

Già da tempo si era potuta scoprire la complessa influenza gravitazionale che i satelliti esercitano sulle particelle componenti gli anelli (foto 1): in questa foto ad esempio riconosciamo gli effetti che provoca il satellite Dafni sulle particelle più interne (più veloci) e più esterne (più lente) dell’anello A rispetto alla Keeler Gap lungo la quale il satellite percorre la sua orbita. Abbiamo già avuto occasione di parlare di queste complesse e fantastiche ondulazioni, che si ritrovano solo nelle immediate vicinanze del satellite, per “scomparire” viceversa più in lontananza, laddove l’influenza del satellite è stata solo un ricordo e le particelle stesse sono nuovamente sottoposte ai complicatissimi effetti gravitazionali di Saturno e dei suoi satelliti maggiori, abbastanza lontani.

Saturno e i suoi anelli - parte 8

foto 2

Quello che ha fatto rimanere gli scienziati a bocca aperta (ma non solo loro!!) è la constatazione che questi effetti “mareali” gravitazionali si hanno non solo radialmente e tangenzialmente all’orbita delle particelle (creando quella sorta di onde sinusoidali smorzate), ma anche nella terza dimensione, in direzione verticale!! Nelle foto 2 e foto 3 vediamo infatti che con l’approssimarsi dell’equinozio, quelle che sembravano delle onde sul piano degli anelli stessi, in realtà sono onde spaziali (in 3D), in grande approssimazione una sorta di spirali non a grandezza costante, ma che digradano man mano che ci si allontana dal satellite. Quindi le particelle degli anelli vengono perturbate anche in verticale e dunque proiettano la propria ombra sulle altre particelle degli anelli vicine a loro, con un incredibile gioco di luci ed ombre, che si verifica appunto in questo periodo e si potrà rivedere solo fra circa 15 anni!

Saturno e i suoi anelli - parte 8

foto 4

Nella foto 4 invece vediamo l’ombra proiettata dal satellite Pandora sul tenue anello F: il satellite ha un diametro di 81km ed è qui ripreso da una distanza di 1.3 milioni di km. Altri punti luminosi, che si possono vedere nell’immagine, sono invece stelle nello sfondo. Vi ricordate di Pan, il satellite che percorre la sua orbita all’interno di quel binario vuoto che é la Enke Gap, ben all’interno dell’anello A? Ecco dunque (foto 5) la piccola ombra che il satellite (di 28km di diametro) proietta sulle particelle dell’anello A, ripreso da una distanza di 1.4 milioni di km.

Saturno e i suoi anelli - parte 8

foto 6

Non sempre però è possibile inquadrare contemporaneamente l’ombra proiettata sugli anelli ed il satellite che la genera: in alcuni casi quest’ultimo è parecchio lontano! Nella foto 6 vediamo ancora il satellite Pandora che stavolta proietta, per la prima volta in assoluto, la propria ombra sull’anello A: infatti con l’approssimarsi dell’equinozio, l’ombra del satellite si allunga sempre di più ed ora già raggiunge l’anello A!

La foto 7 invece mostra un’altra prima eccezionale: il satellite Giano che proietta anche lui la propria ombra sia sull’anello F che sul più distante anello A. Ricordo che Giano ha un diametro di 179km e che gli altri puntini luminosi che si vedono sono stelle di sfondo.

Saturno e i suoi anelli - parte 8

foto 8

Invece nella foto 8, vediamo un tipo di ombra completamente differente: in questo caso è il satellite Mimas (di quasi 400km di diametro) che proietta la sua ombra completa sugli anelli di Saturno. Quest’ombra è completa ed allungatissima, dal momento che il satellite non si trova nello stesso piano degli anelli ma in un’orbita leggermente inclinata (di un grado e mezzo) che fa sì che tutta l’ombra sia proiettata sugli anelli stessi: notate i delicati colori che assumono questi spettacolari anelli ripresi nel loro colore naturale, proprio quello che vedremmo stando lì nelle vicinanze!

Saturno e i suoi anelli - parte 8

foto 9

Le tre foto successive (9, 10 e 11), sono invece un divertente ed efficace esercizio di abilità da parte degli scienziati della NASA che, partendo da tre sequenze di foto delle ombre proiettate da altrettanti satelliti sugli anelli, hanno composto in tre immagini queste ombre riprese ad intervalli di tempo, ottenendo così tre cusiosi fotomontaggi! Nella prima foto è il satellite Mimas che sta proiettando la sua ombra sugli anelli: venti foto scattate ogni 3 minuti e 36 secondi mostrano (partendo dall’ “alto”) l’ombra dapprima sta spazzolando l’anello B, poi (oltrepassata la complicata divisione di Cassini) entra all’interno dell’anello A, che percorre tutto, fino in fondo alla scura Divisione di Enke che separa il primo anello mai osservato dagli astronomi (appunto l’A) dal tenue anello F. Ecco dunque il filmato con la sequenza completa:

Nella seconda immagine composta vediamo invece (da “sinistra” a “destra”) tutto un altro tipo di effetto di luci ed ombre: in questo caso è il satellite Teti che spazza dapprima la Divisione di Cassini e successivamente l’anello B (si veda pure il filmato completo di seguito).

La cosa strana è che l’ombra, entrando all’interno dell’anello B sembra scomparire. Riporto qui la traduzione della complicata spiegazione che danno gli scienziati della NASA di questo fenomeno: “Le parti più dense dell’anello B non lasciano passare molta luce solare attraverso la macchina fotografica della sonda. Di conseguenza, si potrebbe pensare che queste zone dense appaiano scure perché sono dal lato oscuro degli anelli ed anche perché l’ombra del satellite si proietta su di loro. Invece, a causa della geometria della situazione, queste zone dense possono sembrare più luminose di quanto ci si può aspettare, molto probabilmente a causa della luce che Saturno riflette su di loro. Di conseguenza, l’ombra del satellite sembra scomparire e diminuire di intensità in queste zone.”

L’ultima immagine composta dagli scienziati (sono 19 immagini scattate ogni 2minuti e 24secondi) invece riguarda ancora una volta il satellite Mimas con la sua ombra che attraversa (dall'”alto” verso il “basso”) i tre anelli B, C e il più debole D! Il satellite è ben al di fuori dell’immagine, decisamente a sinistra, mentre sulla destra c’è Saturno…

Vale lo stesso ragionamento (contorto) per le particelle dell’anello B prima e dell’anello C dopo, per spiegare il fatto che l’ombra man mano che si sposta non rimane uniforme, ma cambia di intensità, sovraffatta dalla luce riflessa da parte degli anelli stessi e causata dal riflesso di Saturno: anche in questo caso il filmato completo è veramente speciale!

Saturno e i suoi anelli - parte 8

foto 12

Chiudiamo questa carrellata di immagini e filmati con la foto 12 che mostra un’intrigante ed inattesa caratteristica del tenue anello F, ripreso da 900000km di distanza: questa specie di baffo è quel che rimane del passaggio di un satellite pastore-ma-non-troppo, che ne ha perturbate le particelle, creando questa strana formazione!

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33 Commenti

  1. non cè niente da dire su questo articolo!!! le immagini sono stupende!!!! ma perchè la maggior parte delle immagini non sono riprese a colori naturali? non mi aspettavo gli anelli di saturno sulla tonalità del giallo…. 😳

  2. @francisca
    tento di spiegarti la questione semplificando al massimo la questione a costo di essere impreciso…
    Tu sei abituata a foto a colori che sai bene vengono generate dal sensore che sta nella tua macchina fotografica, giusto? Questo sensore è sensibile a tutte le frequenze dell’occhio umano (che vanno dal rosso fino al violetto passando per tutti i colori dell’arcobaleno) in modo che le foto vengano il più realistiche possibile: è un sensore a banda larga (cioè copre un ampio spettro di frequenze) ed ha un certo livello di sensibilità e dunque di qualità costante lungo tutta la banda, ma alquando basso in media.
    I sensori a bordo delle sonde sono invece in genere a banda stretta con un livello di sensibilità molto elevato: realizzare un sensore con quel livello di sensibilità che coprisse tutta la banda sarebbe veramente costoso, oltreché inutile. Ora vediamo perché, senza farla troppo difficile…
    Dunque, elevata sensibilità in una banda stretta… e per “vedere” altre frequenze e cioè altri colori? Basta mettere davanti un filtro e scattare la foto. Ora in questo modo possiamo fare foto anche nell’ultravioletto e nell’infrarosso, che l’occhio umano invece non “vede”.
    Per fare una foto in colori naturali basta fare tre foto (una con un filtro rosso, una col filtro verde e una col filtro blu ,Red, Green, Blue, RGB in inglese) e successivamente ricombinarle con una sapiente opera di composizione dell’immagine in post-elaborazione, sulla terra.
    Fare dunque una “foto a colori” richiede tre foto singole, che magari potrebbe essere più utile scattare a tre differenti soggetti!!
    Quando dunque non ci sono particolari esigenze, alla JPL-NASA pianificano di scattare terne di foto che poi ricombinano nei loro laboratori, per generare foto a colori come quella dell’articolo.
    Anche il telescopio spaziale Hubble fa così…
    Se invece siamo in una situazione in cui si succedono parecchi eventi nel giro di pochi minuti, allora si scattano singole foto ad altrettanti soggetti.
    sorrisocolorato :mrgreen:

  3. Ma le belle foto di Hubble quindi rispecchiano sempre i colori reali? Perchè se non sbaglio a volte si usa anche la tecnica dei falsi colori, cioè si assegna una determinata scala di colori alla scala di grigi che si ottiene dalla foto (Hubble non ha CCD a colori, ma solo in bianco e nero) in modo da render la foto più spettacolare o più espressiva…infatti se non sbaglio l’occhio è molto + sensibile alle variazioni di colore rispetto alle variazioni di intensità…

    No dai, quelle di Hubble devono esser per forza reali, son troooooooppo belle!

  4. scusate quello che sto per dire non ha a che fare con saturno, ma devo sapere!! Verso l’una di notte ho alzato gli occhi al cielo e ho visto in direzione della lira un puntino bianco che si muoveva orizontalmente!!! Io ho pensato subito alla stazione spaziale internazionale che mai ho visto. Voi che ne pensate??? Grazie in anticipo.

  5. @ donatello e per chi non lo sa
    Qualche sera fa con il gruppo astronomico della mia città abbiamo fatto l’osservazione di un flare del satellite IRIDIUM . Su questo sito
    http://www.heavens-above.com/
    puoi controllare la visibilità di satelliti o altro dal posto che vuoi ( la tua città- la tua sede di vacanza) Basta registrarsi… e poi sapersi orientare in cielo ( la parte più difficile).

  6. @donatello
    sì, effettivamente poteva essere la ISS: ieri sera l’ho osservata mentra transitava piano piano da Sud verso Est, bassa sull’orizzonte, con una spettacolare magnitudine pari a -2.0 😯 , mentre dopo un’ora avrebbe mostrato un magnitudine -3.4, luminosissima, ma dietro un bellissimo e luminosissimo palazzo. 😡
    @Lampo
    la tecnica dei falsi colori si sfrutta qualche volta, quando si vogliono esaltare certi particolari, oppure quando le riprese vengono fatte in infrarosso o nell’ultravioletto, che l’occhio umano non vede, per cui è obbligatorio passare a colori “inventati”. 😎

  7. @Donatello

    generalmente l’una di notte è un pò tardi per vedere la ISS perchè di solito è visibile appena prima dell’aalba e dopo il tramonto, ma questo è un periodo un pò particolare in quanto il piano orbitale della ISS è quasi perpendicolare alla congiungente terra-sole…quindi con buone probabilità era proprio lei quella che hai visto! Comunque in siti come http://www.heavens-above.com, http://www.spacewather.com, http://www.calsky.com puoi inserire le tue coordinate e vedere se effettivamente era quella che hai visto passare o meno.

    @tutti

    sfruttate questi giorni perchè non capitano spesso! Data la condizione particolare che dicevo prima, la ISS sarà costantemente illuminata dal sole dal sole fino a Venerdì 10 notte! E avendo voglia di star sveglio e cielo permettendo, sarà possibile assistere anche a 5-6 passaggi consecutivi della ISS in una sola notte!

    Buone osservazioni!

  8. Ho deciso…sto weekend proverò in tutti i modi ad inquadrare la ISS con il telescopio!! Anche solo per vederla transitare nell’oculare! So che sarà impresa ardua ma voglio provare…

    Ho scaricato le traiettorie dei transiti riprodotte in carte stellari…l’idea è di posizionarmi sul punto della traiettoria a massima altezza (il transito di domani sera alle 22:40 arriverà a 52 gradi di altezzza!) e aspettare…con un oculare a basso ingrandimento… Nessuno hai mai provato? Consigli da dare? Messa a fuoco?

  9. @Lampo
    sì , è una bella sfida!
    Per la messa a fuoco è una sfida nella sfida: un consiglio che ti posso dare è di cercare di “ricordare” la messa a fuoco (se riesci a farla, visto che la ISS è veloce) per le volte successive… Un vecchio metodo è attaccare un pezzo di scotch bianco sulla manopola di messa a fuoco (diciamo sulla base del cilindro, non sulla superficie laterale) e poi segnare una tacca rispetto ad un qualsiasi riferimento, ad esempio la verticale… non so se mi sono capito da solo…
    se invece la messa a fuoco è elettrica… beh non saprei… 🙁

  10. No no, la messa a fuoco è con ortellina… Solo che a volte, anche solo per mettere a fuoco la Luna, mi ci vogliono anche 20-30 giri di manopolina!!! Ma non c’è modo di regolarsi almeno per avere un’idea di massima? Tipo mettere a fuoco la Luna, poi qualcosa all’orizzonte sulla perra e impostare il fuoco su qualcosa di intermedio? Miiii che casino che sarà…basta, voglio specializzarmi in ISS!! Anche perchè purtroppo non ci restano moltissimi anni per godercela…

  11. beh con 20-30 giri (messa a fuoco micrometrica… ottima!) la vedo un po’ difficile…
    La ISS sta a 350km più o meno, quindi dovresti trovare un altro oggetto a questa distanza, metterlo a fuoco e riuscire a ricordarti la messa a fuoco… 😯
    Peccato che dalla tua terrazza di casa, dal giardino, dalla finestra, non troverai mai alcun oggetto della terra a tale distanza, dato che c’è la curvatura terrestre che te lo impedisce!!! 😯
    quindi niente… 😕
    credo che sicuramente troverai il modo… 😉
    ricordati il motto del perfetto astrofilo: “per aspera ad astra” !! 😉

  12. @ pier o chi per lui
    ho un problema con l’ISS . Forse non sono capace di leggere le tabelle, ma collegandomi a ” heavens above” mi si dice che l’ISS sarà visibile di giorno alle 7,30 circa del mattino . Dove la trovo fino al 10 luglio di notte? E a quale altezza e azimut?
    Ho trovato dati diversi, eppure mi sono registrata indicando la mia città. Mi sono persa qualcosa?
    sorrisostamanimisentoebete 🙂

  13. Devi prima settare la tua posizione cliccando su ” Current observing site: Unspecified, 0.0000°N, 0.0000°E select from map or from database or edit manually”…

    Dopodichè basta che clicchi su “10 day predictions for: ISS” e ti da i passaggi per i prossimi 10 giorni…

  14. @ lampo
    grazie, sei proprio un ” lampo” . Effettivamente mi ero persa un passaggio importante nella pagina iniziale. 😉

  15. Ieri sera l’ho vista la ISS. Il cielo era un pò nuvoloso ma per fortuna sembrava passarci in mezzo.Penso fosse sicuramente lei perchè posizione traiettoria e orario collimavano. Anche se era solo una stellina che si muoveva nel cielo mi ha dato una certa emozione. Certo seguirla con un telescopio penso sia arduo
    @ lampo
    in bocca al lupo o come si dice dalle mie parti ” in culo alla balena” ( lo so non è fine!) 😉

  16. @elisabetta

    ehehe…si dice anche dalle mie non ti preoccupare! E si risponde “speriamo che non ca…”
    Vi farò sapere! Io stasera ce la metterò tutta! 😉

  17. Vedendo le foto 2 e 3 mi è venuto in mente il solito esperimento con la limatura di ferro e la calamita. In questo caso le particelle dell’anello farebbero le veci della limatura e la forza gravitazionale farebbe vedere il proprio campo sugli anelli. L’impressione che suscitano le foto, specialmente la foto 2, è che le onde di materia sembrano avere una lunghezza maggiore all’aumentare della distanza dalla luna. Sara proprio necessario cercare le onde gravitazionali nei pressi di un buco nero? Non sarà forse possibile vederne gli effetti molto più vicino a casa nostra?

    Un bell’articolo con delle bellissime foto.
    Silvio

  18. @Silvio,
    non dobbiamo confondere le onde che vediamo su saturno e che sono dovute a effetti di scambio di energia gravitazionale tra un oggetto più grande e tantissimi oggetti più piccoli (i blocchi di ghiaccio degli anelli) da quelle che si chiamano onde gravitazionali. Queste ultime modificano in modo ondulatorio il tessuto dello spazio-tempo, contraendolo ed allungandolo e possono -forse- essere rivelate solo quando vi sono spaventose energie in gioco, come un’esplosione di supernova o uno scontro di buchi neri o cose del genere. In parole povere, esse rappresentano come si propaga la gravità nello spazio-tempo, deformandolo . Quelle degli anelli sono oscillazioni fisiche, ossia l’effetto di un campo gravitazionale che sta agendo su pezzi di materia.

  19. 😯 😯
    accidenti… è la prima volta che sento parlare di “scontro di buchi neri“… ❗
    Non vorrei sembrare irriverente, ma è una specie di combattimento tra Highlander: alla fine ne rimarrà solo uno…
    Davvero in questi casi c’è un livello di energie in gioco, tali da sfamare umanità (plurale!) per millenni… 😯
    Lasciamo perdere il fatto che modificano in modo ondulatorio il tessuto dello spazio-tempo, contraendolo ed allungandolo: la mia mente stava già vacillando sullo scontro tra titani… 😳

  20. @Pier,
    come pensi si formino i buchi neri galattici o quelli intermedi come descritto nell’articolo uscito pochi giorni fa? Eh si! Altro che titani. Un po’ come le mozzarelle di Andrea….solo un po’ più ENERGETICHE!!!! :mrgreen:
    Aggiungo una piccola constatazione per faciltare la comprensione delle onde gravitazionali…lo spazio-tempo si deforma anche sotto i nostri occhi (o quasi). L’effetto Einstein o, se volete, le lenti gravitazionali, che ci permettono di vedere oggetti lontanissimi, posti dietro galassie vicine, sono un esempio lampante di deformazione del tessuto spazio-temporale. I raggi luminosi non vengono deformati…loro continuano ad andare dritti, ma è la galassia in primo piano che deforma lo spazio-tempo attorno a lei. I raggi vanno dritti, è lo spazio tempo che si deforma per effetto della massa, anche se normalmente e per facilità si dice che i raggi vengono deviati… galattica….

  21. @ lampo
    incrocio per te le dita delle mani ed anche dei piedi… però se ci riesci raccontaci per favore… tutto nei minimissimissimi particolari….. voglio confrontare quel che ti auguro di tutto cuore vedrai tu stasera con quel che ho visto passare io nella mia prima serata osservativa in solitaria…….

    quindi…. vai lampo siamo tutte con te!!!!!!! 😉

  22. @ enzo e pierluigi
    dialogo interessantisssimo…. già finito??? 🙁 😉
    cmq resto sintonizzata….

    sorrisonanonano 😀

  23. @Paola,
    ho visto che un pezzetto finale si è perso… intendevo dire “deviati dalla massa galattica”. Più in generale, qualsiasi oggetto massiccio, crea una piega o, se volete, una deformazione nel tessuto spazio temporale. Più l’oggetto è massiccio è più la specie di imbuto che contiene la massa sprofonda (come delle sfere sopra una coperta). Se poi abbiamo un buco nero l’imbuto va all’infinito e “potrebbe” uscire da un’altra parte e creare quello che dicono “tunnel spazio temporale” o “buco del verme”, ossia uscire in un altro universo o in un altro punto del nostro (è ciò che ho sfruttato nel mio raccontino “il piccolo naviglio”). ma è ancora tutto da dimostrare e verificare. per adesso è solo una teoria matematica….

  24. @ enzo
    si avevo letto di questa teoria sui buchi neri…mi pare su S. Hawking…mi pare ma la mia memoria potrebbe esser fallace…. ma per quanto affascinante… come dievi tu… è ancora da verificare…. 🙄

    a questo punto necessita finire di leggere l’articolo sui buchi neri….

  25. Ragazzi, so che è pura fantascienza, ma…questo filmato che gira su internet l’ho trovato davvero bello e ho deciso di condividerlo con voi. Oltretutto, ho detto “pura fantascienza” ma sappiamo benissimo che “fantascienza” nel vero senso della parola non è…

    Bellissimo

  26. @Lampo
    Con Celestia è facilissimo aggiungere gli anelli alla Terra (o a qualunque altro pianeta, se è per questo! Anche a Saturno stesso!). Io l’avevo fatto già qualche millennio fa 👿 ma non avevo mai pensato di fare quei fotomontaggi con i grattacieli e scorci vari… 😕 🙁
    Anche io per fare prima avevo messo intorno alla Terra gli anelli di Saturno… Magari la novità sarebbe stata di “inventarsene” di nuovi!! 😕
    Comunque sono veramente belle immagini!! 😉
    Sappiamo che le varie zone scure e le zone chiare degli anelli di Saturno sono dovute all’azione gravitazionale di moltissimi dei 62 satelliti che orbitano intorno al signore degli anelli (almeno i più vicini, tra pastori e non): se esistesse un sistema di anelli intorno alla Terra, non sarebbe così molteplice con anelli e lacune, dato che di satelliti (naturali, ovviamente!) la Terra ne ha uno solo!

  27. @Pier

    mi ricordo che quando si parlava di Saturno enzo ti aveva pure commissionato una tabella con tutti i periodi orbitali delle principali lune da confrontare con le varie divisioni degli anelli…hai mica per caso provato anche a vedere che divisione provocherebbe la nostra luna in un ipotetico sistema di anelli terrestre?

    In effetti in Celestia avevo aggiunto anch’io anelli qua e là ma alla terra non ci avevo pensato…e nel filmato la cosa che davvero mi ha affascinato son state proprio le ricostruzioni degli ipotetici cieli nelle principali città terrestri…bellissimi!

  28. @Lampo
    avevo iniziato l’analisi dei periodi orbitali con excel e con un programmino scritto da me, ma poi l’ho abbandonato a causa delle sonde… 😉

  29. @Lampo e Pier,
    sarebbe un bel lavoro simulare gli anelli della Terra… E’ vero che abbiamo solo una luna, ma vi sono parecchie risonanze e quindi mi aspetterei anelli piuttosto complessi, anche perchè il rapporto tra le masse è significativo. dai Pier, datti da fare!!!! :mrgreen: