Il nostro bravissimo Pierluigi ci ha ricordato recentemente il fantastico universo di satelliti ed anelli che circondano Saturno. Tuttavia, oltre che un luogo magnifico, il pianeta più bello del nostro Sistema Solare (a parte la Terra, ovviamente) è anche quello più allegro e divertente. Non tanto lui, quanto gli anelli ed i piccoli satelliti che lo cingono in gran numero. E’ un vero e proprio teatro dove si svolgono continuamente spettacoli di magia o, se preferite, di giochi di prestigio. Normalmente i trucchi di queste rappresentazioni non si svelano al pubblico, ma noi invece vogliamo farlo ed essere pronti a diventare maghi il giorno che riusciremo ad andare con gli amici a fare un weekend sul grande pianeta gassoso.
Figura 1
Cominciamo quindi con l’anello F, fino a non molto tempo fa considerato il più esterno tra tutti. Quando fu scoperto ai tempi del Voyager (quello vero!!) fece saltare sulla sedia gli scienziati di tutto il mondo. Era troppo sottile! Un anello così non poteva esistere. In realtà i classici anelli altro non sono che “dischi” composti essenzialmente da blocchi di ghiaccio (figura 1) che continuano a scontrarsi tra loro e tendono ad allargare la struttura che li contiene. Se facciamo l’ipotesi che un satellite sia stato distrutto da una cometa o dalla marea del pianeta, immediatamente dopo vedremo tanti frammenti tutti vicini che poi nel giro di qualche migliaio di anni formeranno un disco molto stretto che continuerà ad allargarsi sempre più. L’anello F, così sottile, rappresentava la tipica situazione che si poteva veder nei primi momenti dopo la distruzione del satellite originario. Però questo voleva dire avere avuto una fortuna incredibile, ossia avere assistito quasi in diretta ad un evento piuttosto raro. Era troppo difficile crederci, ma non vi erano alternative conosciute, a meno di non mettere insieme una struttura estremamente complessa e poco realistica.
Qualcuno però ci pensò e tra questi colui che è stato sicuramente uno dei più grandi scienziati italiani del secolo scorso (scomparso troppo giovane, accidenti!): Giuseppe Colombo. Talmente in gamba che in Italia avevano chiuso il corso di Meccanica Celeste che teneva a Padova ed il “Bepi”, così lo chiamavamo, si era trasferito negli USA dove gli avevano fatto ponti d’oro. Ma la storia avventurosa del Bepi, grande estimatore di grappa, la rimandiamo ad un’altra volta, per adesso basta ricordare che è stato “implicato” nella prima missione a Mercurio e nel satellite Tethered. Ebbene questi scienziati ipotizzarono che per tenere sempre così stretto l’anello F ci volevano due satelliti che lo mantenessero “in riga” senza permettergli di “allargarsi”.
Figura 2. Da sinistra a destra: il gregge esce dall’ovile in fila indiana. Poi si sparpaglia in cerca di erba fresca. Infine i cani riportano l’ordine.
Un po’ per similitudine, un po’ come presa in giro, questi ipotetici guardiani furono chiamati “pastori” o ancor meglio “cani da pastore”. Infatti immaginiamo di far uscire un gregge di pecore dall’ovile attraverso una porta stretta. All’inizio tutti gli ovini staranno vicini tra loro, ma poi, poco alla volta, ognuno cercherà l’erbetta più tenera ed il gregge si sparpaglierà per tutto il prato. Come si potrà riportarlo in una zona limitata? Semplicissimo: con un paio di cani da pastore che abbaiando e correndo riportino l’ordine e rimettano in fila le pecore (figura 2).
Figura 3
La teoria sembrava veramente assurda e costruita “ad hoc”. Ma quando un’eccezionale immagine mostrò proprio quello che era stato ipotizzato nessuno riuscì più a ridere. La foto (figura 3), benché di pessima qualità, rimane forse la più importante del secolo scorso in $campo$ planetologico. Quello che voglio fare adesso è spiegare (in modo semplificato) come questo può capitare, ossia svelarvi il segreto del gioco di prestigio. Per capire il fenomeno bisogna prima avere chiari in mente due concetti molto semplici.
Figura 4
(1) la terza legge di Keplero di ci dice che più un oggetto orbita lontano dal pianeta, più bassa è la sua velocità media di rivoluzione.
In altre parole il satellite più vicino corre più forte di quello più lontano.
(figura 4)
Figura 5
(2) Se acceleriamo un satellite, mentre orbita, gli diamo energia (come se lo spingessimo) ed esso tenderà a portarsi su un orbita più larga (più lontana dal pianeta). Al contrario se lo rallentiamo (come se lo frenassimo) sarà costretto a perdere energia e si porterà su un’orbita più bassa (più vicina al pianeta) (figura 5).
Figura 6
Capiti i concetti? Sono veramente semplici. A questo punto siamo in grado di spiegare perfettamente la magia dell’anello F. Useremo la figura 6, descrivendola a parole. L’anello è composto da tanti blocchi di ghiaccio (le pecore) ed ognuno di essi rivolve intorno a Saturno come fosse un piccolo satellite. Le “particelle” si scontrano e tendono ad allargarsi come già detto precedentemente. Ma ecco che quelle più esterne dell’anello, mentre rivolvono attorno al pianeta, raggiungono e superano il satellite (il primo cane da pastore) esterno. Perché lo superano? Ma è ovvio: perché essendo loro più vicini a Saturno (anche se di poco) vanno più forte della luna “guardiana”. La salutano e se ne vanno tranquillamente? E no, cari signori! Il satellite è molto più grosso e fa sentire la sua attrazione gravitazionale, frenando i blocchi di ghiaccio che lo hanno appena superato. Questi tendono quindi a rallentare. Ma se rallentano sono costretti a scendere su un’orbita più stretta (ricordate il secondo concetto?), ossia ad avvicinarsi a Saturno. Nello stesso momento cosa capita ai blocchi di ghiaccio dell’anello che orbitano nella parte più interna? Mentre rivolvono si vedono sorpassare da un altro “cane da pastore”, quello più vicino al pianeta. Perché vengono sorpassati ormai lo sapete! La luna ha un’orbita più stretta della loro e quindi corre più forte dei blocchi di ghiaccio. Ma una volta sorpassati, cosa gli capita? Nuovamente dobbiamo tener conto che il satellite è molto più grande e quindi li attrae gravitazionalmente verso di lui, accelerandoli e facendoli andare più veloci. Ma se aumentano di velocità sono costretti a immettersi in un’orbita più larga (sempre per il secondo concetto) e quindi ad allontanarsi da Saturno.
Figura 7
Alla fine cosa hanno fatto i due satelliti? Uno ha spinto verso l’interno le “pecore” e l’altro le ha spinte verso l’esterno. Ossia i due “cani” hanno mantenuto stretta la struttura dell‘anello, non permettendogli di uscire dai suoi confini ristretti e di allargarsi a piacere. Il gregge è stato messa in fila indiana, grazie ai due bravissimi pastori.
Tutto molto semplice direi e la situazione si ripete periodicamente, dando anche luogo a quelle bellissime onde che si vedono in molte immagini riprese dalla sonda Cassini (figura 7).
Figura 8
I due satelliti sono stati chiamati Prometeo (il più interno) e Pandora (il più esterno) (figura 8).
Per il momento ci fermiamo qui, ma la prossima puntata parleremo del più emozionante gioco di prestigio del sistema di Saturno: riusciremo ad evitare una collisione che sembrava ormai inevitabile!
😳 faccio fatica a seguirti Enzo, ma qualcosina con l’esempio delle pecore 😯 mi sta entrando…ovviamente mi è troooppo piaciuto l’esempio delle pecorelle 😆 !!
grazie!
grande enzo!
riesci a spiegare le cose così bene, che ora mi vengono molti dubbi… 😉
Abbiamo visto che Dafni ha degli effetti perturbativi “locali”, transienti, che provocano dei vortici sulle particelle (le pecorelle) che si imbattono nel loro percorso nel cane-Dafni. Però Dafni in questo senso non si comporta da pastore perchè ce ne vorrebbero due… giusto?
Quindi significa che due satelliti vicini si comportano da pastori mentre uno solo fa da anti-pastore 😯 , da scompigliatore dell’armonia… o no?
Ma tornando ai due shepherd satellites (in inglese sembrano più “professional” !) , perché il loro “effetto combinato” persiste lungo tutta l’orbita dell’Anello F e non solo il prossimità dei satelliti mano a mano che questi si muovono? Perché quando Prometeo e Pandora sono a 180° (uno da una parte di Saturno e uno dall’altra) le particelle dell’anello F se ne stanno ordinate, specie quelle alla massima distanza, cioè a 90° di distanza? Non so se sono stato capito… 😳
Allora nel caso di satelliti pastore l’effetto attrattivo permane anche a 90° , a 180° e a 270°, otre che “localmente” (cioè a pochi gradi di distanza) ?
sorrisodubbioso
Secondo me è solo una questione di tempo nel senso che se Prometeo e Pandora rimanessero FERMI rispetto all’anello allora l’anello si disperderebbe…mentre essendo un sistema dinamico, anche se sono a 180 gradi l’uno dall’altro alcune particelle di anello continueranno ad essere sorpassate ed altre continueranno a sorpassare, e tra un sorpasso e il successivo probabilmente non passa abbastanza tempo affinchè la particella possa “scappare”…
Ma come al solito io ipotizzo…meglio che risponda Enzo! 😉
ottimo Lampo!! è proprio così. L’azione perturbatrice dei due satelliti è molto rapida e violenta (e si vede bene attraverso i vortici ed altre strutture che si propagano), mentre quella di dispersione dell’anello è lenta nel tempo (ci vogliono le collisioni mutue) e non si vede ad occhio.Il caso di daphnis non è in realtà di “scompiglio”, ma di mantenimento di una via di passaggio (un po’ come Mosè con il mar Rosso…). Tiene aperta la strada e uno basta e avanza.
Ma non fatemi svelare tutto …. 😥 aspettiamo la seconda parte… Anche se ormai avete capito tutto!!
@Ivonne,
a tua disposizione per altri chiarimenti. Mi farebbe piacere che capissi tutto perfettamente, se no è inutile che scriva… Attendo per aiutarti …. beeeeh…behhhh, bauuuu, bauuuu!!!! 😛 😛
@enzo
ma quindi se chiedo a cosa siano dovute le varie divisioni esistenti nonostante l’assenza di altri “satelliti Mosè” chiedo qulcosa che farà parte di “Le Magie di Saturno – parte 2” o si può rispondere ora? Come mai non sono tutti omogenei?
Dai, prometto per oggi basta domande…
no, no ti posso rispondere. Alcune divisione sono effettivamente dovute alla presenza di piccoli Mosè, ma molte di queste sono invece dovute alla risonanza orbitale con i satelliti più grandi. Ossia il loro priodo orbitale sta a quello di certi satelliti secondo rapporti di numeri semplici (tipo 2/1, 3/2, 4/1 e via dicendo). Queste sono le cosiddette risonanze di moto medio e causano posizioni ripetitive che sfoltiscono le particelle dell’anello, un po’ come succede nella fascia degli asteroidi nelle lacune di Kirkwood. Insomma un sistema estremamente complicato in cui la dinamica si è divertita come in poche altre parti !!!
… e in modo assolutamente fantastico, lasciatemi ripetere!
hai ragione Pier!! Probabilmente il famoso disco dei satelliti che era uscito col Voyager emetterebbe una musica fantastica! Ma non diciamolo a Jakob se no ci fa una puntata….
posso fare una domanda stupida? perchè “Se acceleriamo un satellite, mentre orbita, gli diamo energia (come se lo spingessimo) ed esso tenderà a portarsi su un orbita più larga (più lontana dal pianeta). Al contrario se lo rallentiamo (come se lo frenassimo) sarà costretto a perdere energia e si porterà su un’orbita più bassa (più vicina al pianeta) “?????? cioè se per la terza legge di keplero i satelliti più vicini sono i più veloci perchè se ne facciamo accelerare uno se ne va più lontano??? chiedo venia se la domanda risulterà banale o senza senso… sono una neofita… con tanta voglia di imparare… e ahimè 😥 basi di fisica quasi a zero… grazie e ciao a tutti 🙂
x Paola: non vorrei dire idiozie, ma credo che dipenda dalla massa trascurabile della particella rispetto a quella notevolmente maggiore del satellite. Quest’ultimo dando alla particella una notevole spinta o rallentandola, per il principio della conservazione del moto e dell’energia, costringe la particella stessa (se accellerata) a rallentare portandosi su di una orbita superiore, se frenata a scendere di quota per riacquistare velocità.
@Paola,
la tua non è affatto una domanda banale, anzi è proprio azzeccata. Sembrerebbe infatti andare contro la terza legge di keplero… Ma le due cose sono diverse. Infatti quando noi acceleriamo o freniamo un corpo cambiamo la sua energia cinetica (quella legata al movimento), ma come sai in natura l’energia TOTALE di un sistema deve rimanere costante. Ossia se togliamo o aggiungiamo da una parte, dobbiamo togliere o aumentare dall’altra. Allora, l’energia totale della particella è : Etot=Ecin+Epot, ossia è uguale all’energia cinetica più l’energia potenziale (ossia quella che lega la particella alla sua orbita). Ma se aumento l’energia cinetica, DEVO DIMINUIRE l’energia potenziale in modo da far rimanere costante l’energia totale. D’accordo? Ma l’energia potenziale è proporzionale a 1/a, dove a è il semiasse maggiore dell’orbita della particella. Per diminuire questa devo allora aumentare a, ossia ingrandire l’orbita. Analogamente se freno la particella. Riduco la energia cinetica e devo aumentare quella potenziale e quindi devo diminuire il semiasse… Tutto molto semplice direi.
Ti tingrazio per la domanda, che mi ha permesso di spiegare una cosa che avevo trascurato…. 😉
ops…non avevo visto la risposta di Stefano che aveva già indirizzato correttamente il problema. Bravissimo!! 😛
@Paola,
in realtà ho scritto una piccola inesattezza… Ho scritto 1/a, mentre più giustamente avrei dovuto dire 1/r (ossia distanza pianeta-particella nell’istante considerato). Tuttavia l’orbita è praticamente circolare e quindi le due cose si identificano…. E aumentando il raggio vettore r è proprio allargare l’orbita… Comunque va benissimo anche la spiegazione di Stefano che è ancora più semplice ed efficace.
@Lampo e tutti,
volete fare un bel gioco? Allora considerate questa serie di rapporti
1:2, 2:3, 3:4, 4:5, 5:6, 3:5, e 6:7 (tanto per cominciare). Prendete i satelliti più vicini a Saturno (anche i più piccoli come Janus) fino a Tethys. calcolate il loro periodo orbitale. Poi prendete una frazione del loro periodo orbitale come quelle indicate dai rapporti indicati prima. Ad esempio 1/2 P(Mimas), 3/5 P(Enceladus) e via dicendo (per ogni satellite avrete parecchi periodi RISONANTI in base ai rapporti di prima). A questo punto calcolate qual’è la distanza da Saturno (ossia il semiasse maggiore dell’orbita) che dovrebbe avere un oggetto per avere questi periodi di rivoluzione. Vedrete che tutti cadranno più o meno dentro gli anelli e segneranno molto bene le varie divisioni più o meno grandi. Ovviamente più grande è il satellite e più importante è la divisione. Attenzione: a volte troverete il buco a volte il pieno… Questa è la magia del pianeta più bello…
Ricordando la terza legge di keplero sarà facilissimo passare da periodi a semiasse maggiore …. data la distanza di un satellite dal pianeta (semiasse), il periodo sarà dato dalla radice quadrata del cubo del semiasse. Poi fate il rapporto e calcolerete il nuovo periodo e poi dalla radice cubica del periodo al quadrato avrete il nuovo semiasse. Alla fine avrete una mappa delle varie risonanze e la metterete sopra alla foto degli anelli e sarà molto, molto interessante ….
Chi sarà stato più bravo sarà incoronato il “signore degli anelli” !!!!!
Allora…temo di non riuscire qui in ufficio a crear tutta la mappa ma voglio vedere se ho capito…
Prendiamo MIMAS che è il + grande (assieme ad Encelado) dei satelliti + vicini. MIMAS mi dice Wikipedia avere un raggio orbitale medio di 185520 Km, assumo abbia orbita circolare così semplifico. Se voglio trovare a che distanza si posizionerebbe un oggetto per avere 1/2 periodo orbitale di MIMAS mi basta fare la radice cubica di [1/4 * (185520)^3] che fa 116820 Km. Guardando su WIKI ho visto che la divisione di Cassini va da 117500 a 122200 km…e non ho potuto fare a meno di leggere che “La divisione di Cassini è dovuta all’influsso gravitazionale del satellite Mimas, che si trova in risonanza orbitale con la divisione, per cui il materiale viene espulso a causa del passaggio del satellite” rovinandomi la sorpresa…
Ora…se faccio lo stesso calcolo usando 2/3, 3/4, 3/5 ecc…trovo altre divisioni? Quindi ogni satellite è responsabile di più divisioni allo stesso tempo? E soprattutto…mi è chiaro il concetto di risonanza in altri campi, come per esempio i ponti che possono entrare in risonanza marciandovi sopra o gli edifici di tot piani che entrano in risonanza a causa delle vibrazioni causate da un terremoto di tot frequenza…ma nel nostro caso invece…come fa un satellite esterno agli anelli a sottrarre materia all’anello stesso? O meglio a non permettere che in alcune fasce degli anelli ci sia materia? Mmmmm… 😕 😕
Grazie comunque Enzo per la pazienza!
perfetto lampo!! Ti nomino mio PRIMO assistente. Si, ogni satellite è responsabile di più di una lacuna o almeno contribuisce. Si può anche andare fino a Rhea. effettivamente Mimas crea l’inizio della divisione.
Perchè svuotano? Il discorso è abbastanza complicato, ma per semplificare posso dirti che ogni oggetto (particella dell’anello) che si trova in risonanza si ritroverà periodicamente nella stessa configurazione con il satellite , ossia ad esempio ogni due orbite per quelli in risonanza 2/1. Questa ripetizione delle configurazioni geometriche comporta che le perturbazioni gravitazionali Mimas-particella si ripetano continuamente fino a creare una dinamica caotica e far evolvere la particella in eccentricità e sbatterla fuori. OK? però qualche volta, e nessuno lo ha ancora veramente capito del tutto, le risonanze possono anche concentrare oggetti. In questo caso la spiegazione è estremamente più complicata… 😉
Ma daaaai ma che spettacolo! Allora è una risonanza vera e propria come quella dei palazzi e dei ponti che dicevo prima…una perturbazioncina sempre nello stesso punto o negli stessi punti dell’orbita che si sommano “in fase” ad ogni ciclo finchè la particella non viene spazzata via…geniale la natura…
Grazie prof, sta cosa proprio non la sapevo! Anche se adesso ad esser sinceri…mi sono incuriosito parecchio sulla risonanza che concentra…ma su questa potremmo magari riparlarne + avanti, a un “Le magie di Saturno parte 3” o “Parte 4″…
grande Lampo !! 😀
@enzo
ci credi che come avevi parlato di risonanze 2:1, 2:3, ecc ecc subito mi è scattata la molla matematico-programmatrice 😉 e avevo pensato di fare un programmino grafico con tutti i satelliti vicini e i valori di risonanza?!
Ma… stavo e sto in ufficio… quindi ho avuto altre particelle a cui pensare 😉 🙁 !!
Magari ci ripenso in questo week end, complici le previsioni meteo orrende… 😀 😥
sor-riso-nante
@enzo
chettepossino! 😉 😉 😆 😆 😆
ero così concentrato a seguire i tuoi ragionamenti (e il cervello già stava iniziando a fumare in modo caotico, per la mancanza di neuroni-pastori) che, quando in un commento hai scritto “beeeeh…behhhh, bauuuu, bauuuu!!!!” mica avevo capito che volevi dire!!! 😆 😆 😆
sorrisopastore
grande Pierluigi! In realtà so che il lavoro è stato fatto professionalmente, ma non si trova in internet se non a pagamento su una certa rivista americana. dato che non è molto difficile, sarebbe bellissimo sovrapporre il reticolato delle risonanze con gli anelli veri. Magari provando anche con altre risonanze più deboli (2/5, 3/7, ecc., le combinazioni sono tante e si può provare anche ad andare alla 7/9 …). E perchè non provare anche con altri satelliti sia piccoli e vicini che grandi e lontani… Al limite non si trova niente, ma è comunque un risultato!! Forza e coraggio … 😉
@enzo
a questo punto credo che il weekend piovoso sarà destinato all’Astronomia!
Confido solo sul fatto che di solito le previsioni astrologiche del tempo (come le ho ribattezzate io!) non ci prendono quasi mai e magari poi abbandono volentieri i mei calcoli per una passeggiata salubre!
Una volta fatto il programma, non vedo difficoltà ad aggiungere satelliti vicini e lontani nonchè valori di risonanze! Si stratta solo di piccola matematica spicciola e di grafica opportuna… Vedrò quello che mi posso inventare: magari i risultati poi te li rigiro volentieri per uno dei tuoi prossimi articoli giustamente più teorici dei miei (più fotografici, in questo caso)!
Anzi, visto che ci siamo, dammi un elenco delle risonanze che pensi possano essere utili… tanto che siano 10 o 100 che me ne importa? Poi lo sporco lavoro lo fa il mio PC!! 😉
sorrisolavorodequipe
@Pier,
ma…io così a occhio direi di non andare oltre a risonanze del tipo 1/5 e cose del genere (ossia con numeri troppo differenti tra sopra e sotto) oppure 9/11 con numeri troppo grandi. Negli asteroidi sappiamo che la 3/2 concentra, mentre le altre eliminano, ma lì conta anche l’eccentricità elevata… Quindi non so bene cosa consigliarti. Prima poi fare una passata con le principali di tutti i satelliti, anche quelli piccoli e vicini, poi vediamo se rimangono buchi… Magari lì dentro si troverà un piccolo Pan o cose del genere….Come detto, non è un lavoro nuovo, ma è difficile reperire i risultati… E poi in fondo ci si diverte comunque…o no? 😉
ringrazio per la spiegazione decisamente chiara ed efficace, ma adesso devo correre a cercare di capire bene il concetto di risonanza per poter comprendere appieno gli interventi successivi che riesco a capire solo a livello intuitivo… e poi … insomma è veramente entusiasmante… mi spiace solo che il mio lavoro mi consenta di dedicare a tutto ciò solo le ore notturne…. ma meglio che niente…. SONO PROPRIO CONTENTA DI AVER SCOPERTO QUESTO SITO! sono ansiosa di leggere il seguito di saturno….
un ciao colmo dello stupore entusiasta di un bambino 😆 😆 😆
cara Paola,
come vedi io invece uso molto le ore del mattino…magari ci incontriamo mentre tu vai a letto e io mi alzo…
In ogni modo siamo tutti molto contenti del tuo interesse e della tua gioia quasi infantile. Dobbiamo tutti restare sempre un po’ bambini e solo così saremo in grado di afferrare tutta l’armonia e la bellezza che ci circonda. Non ti deluderemo!!!! 😆 😆 😆
@enzo
qui le previsioni meteo (ovviamente! 🙄 ) non sembrano avverarsi e allora tra un’uscita e l’altra ho buttato giù un programmino (molto semplice) con un bel po’ di satelliti ed un bel po’ di risonanze.
L’output, per ora grezzo (in questi casi dico che sono i primi vagiti del pupo), lascia ben sperare!
Ti giuro che la prima immagine in bianco e nero ottenuta sembrava davvero il sistema di anelli di Saturno!
Ora voglio aggiungerci un po’ di interattività, tipo la selezione dei satelliti e quali e quante risonanze…
Rimanete sintonizzati! 😉
@Pier,
grande signore degli anelli!!!
Attento a non mettere troppi satelliti e risonanze se no non si capisce più niente 😉 E tieni un ricordo di ognuno se no ci perdiamo il colpevole….
Oggi non ci sono, ma domani seguo…. 😆
@ enzo
nella mia spedizione alla ricerca della risonanza mi sono imbattuta nella differenza di definizione ( che conduce ad una interpretazione diversa del significato del termine) di periodo orbitale esistente tra il glossario di questo sito e le altre fonti… sono io che interpreto male o…???? 😕 😕 😕
@pierluigi
non vedo l’ora di veder nascere questo pupo… 🙂 sempre che si possa vedere sul sito….
Foto molto esaustiva, per il commento al testo, mi riserverò di leggerlo con calma. Per ora ringrazio e mi complimento con l’autore del testo e delle foto, il pianeta Saturno é sempre stato il mio preferito, che dispiacere, quando ho scoperto, già da piccolo che non ci si poteva atterrare perché era gassoso. Ho comunque seguito con interesse un piccolo documentario che raffigurava la sonda atterrata in uno dei suoi innumerevoli stelliti….. già qual’era? 🙄 ❓ I dati sono giunti a Terra, ma dei risultati poco si sa ancora!
Permettetemi una domanda, a chi se ne intende di più vorrei capire ualcosa di più, invece, sui spaventosi buchi neri! Il collasso di certe super stelle, così io proverei a descriverle, che dal troppo peso della forza di attrazione, per aver accumulato troppo “materiale” formano uno strappo nell’universo creando una depressione e poi un vero e proprio buco dove tutto viene inghiottito; (non vorrei trovarmi da quelle parti). Ho letto, che sembra che all’interno della nostra galassia ci sia un super buco nero che inghiotte tutto. Comunque, anche se credo ancora di avere molte lacune, mi piacerebbe capirvi un po’ di più….! anche se so che in fondo non si sa ancora molto. Forse dovrei parlare con un fisico, ma alla fine non so cosa ci capirei….. Comunque mi interessa. Saluti.
@Paola,
hai pienamente ragione!!! Il glossario da una definizione sballata !! Non l’avevo mai vista… Stefano la cambierà appena se ne accorge (ha problemi di ADSL). Stai tranquilla il periodo orbitale rimane sempre e soltanto l’intervallo di tempo necessario a compiere un orbita attorno alla stella, al pianeta o quello che si vuole. Siamo tutti in attesa del risonante lavoro di Pier e della sua rappresentazione: avremo un nuovo sistema di anelli?? 😉
@Claudio,
il satellite su cui è atterrata la sonda era TITANO, il più grande del sistema di Saturno e di tutto il Sistema Solare. Il buco nero è proprio una super-stella che esplode immettendo nello spazio circostante parte del suo gas, mentre la maggior parte collassa sotto forma di un oggetto super denso (la massa del Sole racchiusa in poche centiania di metri o poco più) la cui gravità è tale da non permettere nemmeno alla luce di poter uscire da lui. Queste condizioni limite portano ad una deformazione molto grande nel tessuto dello Spazio-tempo (ogni corpo, pianeta, stella, deforma comunque lo spazio-tempo, ma in maniera meno violenta ). Il buco nero “inghiotte” in modo simile a tutti gli oggeti, solo molto più grande è la sua capacità di attrarre (gravità). In quelle condizioni però avvengono fenomeni fisici al limite delle leggi della relatività. Abbiamo critto vari articoli sui buchi neri e sulle deformazioni spazio-temporali (puoi cercarli nel sito inserendo buco nero in alto a destra, sotto “cerca”).
Comunque chiedi pure: io ho fatto l’astrofisico per 40 anni e qualcosina ci capisco… e non solo io 😉
Ho riguardato l’atterraggio della sonda Huygens su Titano, ho un cd regalato da una rivista astronomica, il paesaggio sul suolo di titano è veramente fantastico!
Posso dirti grazie per queste teorie, molto interessanti. Anche io mi servo spesso di questi esempi semplici per spiegare qualcosa ai miei alievi, anche se il mio campo sembra esulare un po’ dall’astronomia. Ma ora lo posso dire, sto cercando da anni di realizzare un sunto tra le teorie del caro prof. Zichichi, che vorrei una volta tanto conoscere, e il famoso Einstein. Io ceco di trattare un piccolo angolo del big beng partendo da una esperienza anche di fede sul creazionismo, e allora, lei mi dirà che centra tutto questo con le mie teorie? Beh se non ci fosse stato un big bang, una creazione, non ci sarebbe nemmeno saturno con il suo sistema ecc… Io penso che, correggimi se sbaglio, si può cominciare dal semplice e dal poco cercando di comprendere un angolino dell’universo, un piccolo universo in miniatura, si fa per dire, del sistema di Saturno e poi si può costruire qualsiasi teoria, che da prima potrebbe sembrare “strampalata”, ma poi invece ha un senso se presa nel contesto. Cerco di comprenderti, anche se io in fondo sono ancora molto profano in queste cose, ma il guardare documentari e leggere enciclopedie credo che si impara qualcosa….. poi oggi c’é Internet che ti aiuta…… quando l’ho visto nascere questo Internet se ne aveva paura….. Io non so quanti anni lei o tu hai, ma io ormai ho passato qualche primavera, eppure non mi stanco mai di studiare…… E poi la teologia non é così lontana dalla scienza e dall’astronomia, in fondo la Specula dov’é????? In vaticano a Castelgandolfo……. 💡
Scusa dopo tutti i discorsi dimenticavo la domanda, si la domanda:
Pensi che sia possibile un pianeta con sistemi di anelli incrociati, tipo un famoso salvaschermo di Voyager (non so se lo conosci). Infatti io non sapevo che vi erano dei satelliti che giravano anche in senso contrario, pur nello stesso sistema di satelli interno a un pianeta, come a Saturno, per esempio……?! Eppure esistono satelliti che girano al contrario, ora mi dico, parlo di una cosa ipotetica, naturalmente, pensi che potrebbe esserci un pianeta, solido, non gassoso come saturno, che abbia intorno a se un sistema di anelli, ma incrociato, ossia uno intorno all’Equatore e uno che sta intorno ai due poli? Non so se mi sono spiegato….. È fisicamente possibile o impossibile? Chiaramente gli animatori di programmi per computer possono pensare e ideare qualsiasi cosa, ma ciò che riguardava Voyager, non era sempre tutto inventato, facevano parte di calcoli matematici, presi con foto e immagini di pianeti riprodotti poi al computer….. Si sa quando una immagine é fatta di numeri si può anche fare qualsiasi cosa da questa immagine!!!!!, ma a volte anche le macchine ci possono ingannare. Se é possibile un sistema di anelli incrociato, significa che le leggi della fisica non sono sempre quelle che noi conosciamo….. A parte che c’é anche chi ha proposto altri universo, ma li andiamo troppo oltre…..! Allora se puoi rispondimi a questa domanda, Grazie e scusa se alla fine ti ho dato del tu! Ciao 😀
@Claudio,
va benissimo il tu 😉 Ho passato parecchie primavere….sono 63 …
Finora non sono stati scoperti pianeti con satelliti incrociati “naturali”. Ma sulla Terra i satelliti artificiali lo fanno (ci sono quelli polari e quelli equatoriali) e anche una sonda spaziale ha orbitato sopra i poli del Sole. Quindi NON va contro i principi della fisica. E’ solo molto più difficile che naturalmente avvenga. ma non impossibile…. 😀
@Pierluigi,
ho trovato un lavoro “free” sulle risonanze….magari controlla il tuo tentativo. ovviamente quello che ti allego è accuratissimo, ma il tuo sicuramente più …. BELLO!!
http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1982AJ…..87.1051L/0001051.000.html
ciao e fammi sapere 😉
@enzo
quando avrò un po’ di tempo me lo leggerò senz’altro con molta calma.
Il mio programma non è per nulla teorico: è solamente matematico, numerico e con una promettente veste grafica.
Le risonanze che posso inserire arrivano adesso a 11:12 e come principio ora mi rimane da colorare le righe ottenute in base al fatto che la risonanza sia “additiva” o “sottrattiva”, cioè che crei lacune o anelli…
Il tempo da dedicare è poco, ma no dispero!
@Pierluigi
grande Pier…siamo tutti in attesa…. dei TUOI anelli!!! Magari li faremo vedere a saturno (ne sarà invidioso…) e -perchè no?- a jakob che ne farà sicuramente una puntata speciale: fama e ricchezza!!!! 😛
@enzo
caspita quant’è complicato quello studio sulle risonanze satellitari…
Da una rapida scorsa mi è sembrato di capire che il rapporto l/m è quello che noi mortali indichiamo n:d per la risonanza (ad esempio 2:3). O no? 😳
Come dicevo in altri commenti, pur avendo solide basi matematiche, quello che è difficile è capire da dove provengano certe formulone spiattellate lì per lì e che evidentemente per gli esperti sono il pane quotidiano!
Poi ho letto che certi risultati (capire quali, è un altro conto…) li hanno ottenuti per iterazioni successive…
Beh il mio pargolo-programma è moooooolto più semplice e calcola il raggio relativo ad una certa risonanza con complicatissime formule (una moltiplicazione ed un elevamento di potenza… 😯 ). Speriamo che la grafica sopperisca a queste lacune, termine appropriatissimo parlando degli anelli di saturno! 😉
@claudio+enzo
Non con Stellarium, ma con Celestia (altro monumento della programmazione in campo Astronomico) ritengo possibile simulare un pianeta, roccioso o gassoso, con un sistema doppio di anelli, uno equatoriale ed uno polare o comunque inclinato: mi pare che qualcuno aveva già fatto qualcosa, ma forse non dovrebbe essere difficile ricreare o creare ex-novo questa situazione…
Tra una risonanza e l’altra, magari ci penso un attimino… adeguatamente supportato da numeri (tipo inclinazione, raggi interni ed esterni degli anelli, ecc) da parte di enzo!
Poi se il tutto viene bene potrei fare pure le foto dalla superficie! Che spettacolo!
Comunque ad aggiungere anelli ad un pianeta è molto facile: che ne dite della Terra con gli anelli di Saturno intorno?
Ma dal punto di vista teorico, coppie di sistemi di anelli ad inclinazione differente sono possibili? Da “profanissimo” direi: perché no! Ma immagino che ci vorrebbero un bel po’ di satelliti pastori e super-pastori…
sorrisoplurianellare
@Pierluigi,
non preoccupiamoci…Anch’io non ho mai affrontato a fondo il problema delle risonanze, soprattutto quelle secolari, quelle di kozai e quelle di Linblad… L’importante è fare qualcosa di approssimato, ma che spieghi l’idea generale abbastanza bene. Citavo quel lavoro più che altro per controllare che non se ne sia persa qualcuna di importante…
Anelli o satelliti al di fuori del piano equatoriale sono molto difficili da trovare… Gli effetti mareali non li farebbero stare a lungo in quelle condizioni. Al massimo si arriva ad orbite ellittiche … A meno che non siano molto lontani, un po’ come gli asteroidi con il Sole. Oppure che siano nati in condizioni molto particolari (oggetti catturati). Comunque ci si può divertire. Gli anelli dovrebbero sempre stare dentro il limite di Roche (la formula è facilissima e si trova dovunque), come tutti gli anelli di buona famiglia. Mi piacerebbe comunque vedere la figura delle risonanze e gli anelli veri…secondo me ci sarebbero cose interessanti da mostrare a livello divulgativo. Vai, grande Pier!!!! 😀
Nel sistema di Saturno, dei 61 satelliti, ad occhio e croce la metà hanno un’inclinazione orbitale importante: Narvi ha un’orbita inclinata di 137°, quindi è retrogrado, inclinato di 47°, mentre parecchi altri aventi la lettera “q” finale nel nome hanno un’inclinazione di circa 50°. In tutti i casi però si tratta di satelliti che orbitano a grandissima distanza dal pianeta.
Analizzando anche i dati degli altri pianeti con satelliti, non si trova mai un satellite naturale in orbita polare. Tra gli asteroidi, se ben ricordo, qualcuno che ci si avvicina mi sembra ci sia, ma sono sempre e comunque casi molto rari, che resistono nel tempo solo grazie alla grande distanza dal sole.
Tornando a Celestia in quattro e quattr’otto ho creato una Terra con gli anelli ed un Saturno con due sistemi di anelli!!!!!!
Visto da lontano, Saturno presenta un complicato gioco di ombre sulla coltre di nuvole: veramente spettacolare!!
Quasi quasi ci scappa un articolo, così posso pubblicare un po’ di “foto”…
che ne dite?
sorrisoadueanelli
@Pierluigi,
si, sono quelli probabilmente catturati come ha fatto anche giove…asteroidi o comete inseriti in orbite strane e abbastanza lontane. Ottimo l’articolo e chissà che non lo veda …. Jakob…. 😉
@Pierluigi,
adesso che mi ricordo…tempo fa (fine anni 80) qualcuno aveva simulato degli anelli polari attorno a Urano (il suo asse ribaltato poteva anche far pensare a qualcosa del genere) ed aveva dimostrato la loro stabilità…quindi teoricamente ci potrebbe anche stare (in fondo è anch’essa una condizione di equilibrio). In generale esistono anche galassie con anelli polari (non è proprio lo stesso, ma …) originate dall’incontro con un’altra galassia. Vedi ad esempio la NGC 4650A.
Il tuo lavoro ha quindi il conforto della Natura …. 😛
e poi la Terra ce li ha già
http://www.cydeweys.com/blog/wp-content/uploads/2007/01/space_debris.jpg
Che figura ci facciamo all’ occhio attento degli E.T. quando vorranno studiare gli “anelli” della terra da vicino e scopriranno la “differenziata” ? a parte questo, mi piacerebbe sapere se la legge delle “pecorelle” è universale o legato solo alle particelle e satelliti saturniani. Questo per meglio comprendere il fenomeno della Luna che si allontana e di un probabile unione planetaria nel sistema solare, tra cui potrebbe partecipare anche la Terra… nessun cane pastore interverrebbe ( Giove-Saturno ) a mantenere l’ ordine planetario ? grazie per la risposta.. ciao.
@Mauro,
la legge delle pecore è universale (anche i satelliti di Urano usano lo stesso sistema e quasi sicuramente quelli di Nettuno). La Luna si allontana, ma non ci lascerà mai, penso. infatti quando sarà abbastanza lontana dovrebbe tornare indietro. Non faremo comunque mai la parte delle pecorelle: è dura andare dalle parti di Giove …. e poi siamo un po’ troppo grandi…per questo giochino…
Ringrazio per la risposta diretta che ho avuto. Anche se non era quella che volevo. Forse mi sono spiegato male, e forse o anche sbagliato scrivere non so, é possibile, non ho riletto!!!!!! È chiaro che i satelliti artificiali vanno dove vogliono, sono artificiali e quindi chi li manda cerca di mandarli nell’orbita che ha bisogno. Ma io vorrei sapere se fisicamente é possibile che ci siano degli anelli e non satelliti incrociati. Il pensare che si formi un anello introno a un pianeta, non mi é difficile immaginarlo, anche se non sono un astrofisico, basti che vi sia molto materiale sbricciolato che rimane in una certa orbita e si forma un anello….. almeno io così lo immagino anche se sarebbe più complicato. È certamente una curiosità strana, sapere se sia possibile che si formi un anello con una orbita differente o se si possono formare solo sull’equatore, come quelli di Saturno, per esempio. Mentre gli anelli di Giove e nettuno (o forse era Urano), che sono stati scoperti recetentemente, non li ho mai visti e quindi…… non so come siano.
Ma visto che sto parlando con la persona giusta e che sa ben spiegare in modo semplice anche cose comlicate e soprattutto che conosce bene la materia. vorrei sapere perché e su quali basi la teoria del big bang dice che l’universo era concentrato su un punto molto piccolo. Io me lo immaginerei un punto denso ma grande se ha formato una così grande espansione di materia. Il contrario affermerebbe, cosa che io sostengo per fede, che l’universo sia stato creato da nella o da questo punto di partenza. Quindi in pratica, in fono, la teoria del big bang, potrebbe essere anche una specie di affermazione di “prova” sulla conferma di una creazione. Questo lo dico perché si afferma anche il principio nulla vada perduto, ma solo si trasforma. Quindi la materia, secondo quel principio, può espandersi, ma non distrutta, può concentrarsi o trasformarsi, o sbaglio? Forse chiedo troppo e questo é in fondo ancora un mistero! Grazie comunque per le risposte. Saluti
Grazie per la risposta, per me vuol dire molto, significa che nello spazio sono possibili tante cose e fra cui queste e eccezionali. Dunque allora i salvaschermi simulativi dello spazio sono abbastanza realistici. 😉 Grazie, Grazie e ancora Grazie per il vostro lavoro.
@tutti
ho quasi finito di preparare l’articolo sui sistemi multipli di anelli di Saturno (equatoriali e polari) e sugli anelli della Terra…
Pura fantascenza, d’accordo, ma spettacolo assicurato!
Rimanete sintonizzati: ne vedrete delle belle!!! 😉
@pierluigi
aspetto.. ma suppongo, aspettiamo tutti, con ansia…. 😛 😛 😆
L’articolo è in dirittura d’arrivo… ci sono solo tempi tecnici da rispettare!
@Caludio,
concludo le risposte.
Come dicevo “teoricamente” gli anelli si possono anche formare polari. Il problema è che è difficile trovare satelliti polari che si distruggano e formino i detriti necessari. Ma la traiettoria polare è abbastnza stabile e ci potrebbero stare.
Riguardo al Big bang. Non solo la “particella” originaria era piccolissima, ma era del tutto senza dimensioni. Non era composta di materia, ma solo e soltanto di energia. Infatti Eistein con la sua famosa formula E=mc**2 ci ha dimostrato che l’energia si può trasformare in materia (massa) e così pure il viceversa. Nel Big bang l’energia racchiusa in quel punto infinitesiamle ha cominciato a trasformarsi in materia e TUTTO lo spazio esistente (che era racchiuso in quel punto) ha iniziato ad espandersi . Attenzione: non è stata un’esplosione DENTRO qualcosa. No, è stato lo spazio che prima non esisteva e che ha cominciato ad espandersi velocemente. OK?
Io ringrazio per le risposte che ho avuto sul big bang e sugli anelli, risposte semplici, ma per me l’uovo di Colombo che mi hanno dato gioia poiché mi confermano quello che pensavo e mi correggono quello che non avevo ancora capito. Grazie ancora, certo si riconosce qui il lavoro degli scopritori e di chi propone teorie che si confermano. Queste cose non vi fanno ringraziare e dare lode a chi a creato queste meraviglie dell’universo? Per me ne sono la conferma! saluti. 🙂