Scoperta degli anelli di Saturno

Il primo astronomo ad aver osservato delle insolite protuberanze ai lati di Saturno fu Galileo Galilei con il suo telescopio che però, non essendo abbastanza potente, non gli permise di identificarne con chiarezza la forma. Ipotizzò così che Saturno fosse tricorporeo, ovvero formato da un grande corpo centrale con due protuberanze ai lati. Nel 1655, l’astronomo olandese Christiaan Huygens fu il primo ad intuire la forma anulare delle sporgenze avvistate da Galileo. Nel 1675, l’astronomo italiano Giovanni Domenico Cassini comprese che non si trattava di una struttura continua intorno al pianeta, ma bensì presentava uno spazio vuoto che separava gli anelli: individuò così la prima suddivisione che ancora oggi porta il suo nome, divisione di Cassini. Successivamente, nel 1859, fu dimostrata per via teorica la natura “granulare” degli anelli dal fisico scozzese James Clerk Maxwell, che suggerì che fossero costituiti di tante piccole parti che ruotavano intorno al pianeta, sembrando dei corpi unici nel complesso.

Composizione degli anelli di Saturno

Gli anelli sono formati da una miriade di frammenti di ghiaccio, roccia e polveri. Queste particelle hanno dimensioni variabili, da quella di un granello di sabbia ad un diametro di alcune centinaia di metri. Il loro spessore può variare da poche decine di metri (alcuni stimano addirittura soltanto 10 metri in media) nelle regioni più interne, sino a circa 1 km in quelle più esterne. Si estendono a partire da un’altezza di circa 6.600 km dalla superficie di Saturno e fino a 120.000 km, poco meno di un terzo della distanza Terra-Luna. Gli anelli formano un disco il cui diametro arriva fino a circa 300.000 Km.

Gli anelli sono divisi in sette fasce, separate da “divisioni” che sono quasi vuote. In alcune zone le particelle di cui sono formati sono addensate in strutture che si estendono da 3 a 5 km sopra e sotto il piano degli anelli. La velocità degli anelli non è uniforme: l’analisi degli spettri di Saturno e dei suoi anelli ha evidenziato come le parti esterne si muovano con una velocità inferiore a quella delle parti più interne. Attualmente il sistema degli anelli di Saturno è suddiviso in sette zone denominate D, C, B, A, F, G ed E, dall’interno verso l’esterno, nell’ordine in cui sono stati scoperti.

Origine degli anelli di Saturno

Dell’origine degli anelli ancora non si ha certezza. A riguardo, esistono due ipotesi principali: la prima ipotizza che siano il risultato della disintegrazione di un satellite di Saturno, a seguito di una collisione con una cometa o con un altro satellite; la seconda, che siano una parte del materiale da cui si formò Saturno che non è riuscito ad aggregarsi in un corpo unico.

L’anellone di Saturno

Nell’ottobre 2009 il telescopio spaziale della Nasa, Spitzer, ha scoperto il più grande anello di Saturno mai osservato prima d’ora: inizia da circa 6 milioni di Km dal pianeta e si estende verso l’esterno di altri 12 milioni di Km; il suo spessore è di 2,4 milioni di Km e il suo volume totale è pari alla massa di un miliardo di pianeti come la Terra. L’anellone di Saturno è composto da piccolissime particelle di ghiaccio e polvere così distanti tra loro che se ci trovassimo all’interno dell’anello, non ce ne accorgeremmo nemmeno.

Nel video seguente possiamo assistere allo storico avvicinamento della sonda Cassini a Saturno, avvenuto il 30 giugno 2004.

Anche gli altri tre pianeti gassosi esterni del Sistema Solare, Giove, Urano e Nettuno, hanno un proprio sistema di anelli, ma i più spettacolari e noti sono quelli di Saturno che spesso, e a ragione, viene definito “il Signore degli Anelli“, immortalato in immagini astronomiche eccezionali.

Il telescopio spaziale Hubble, la cui sigla è HST dal nome in inglese Hubble Space Telescope, è un telescopio che orbita intorno alla Terra ad un’altezza di circa 560 Km. L’HST costituisce un progetto comune della Nasa (Ente Nazionale per le attività Spaziali e Aeronautiche) e dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea).

La straordinaria caratteristica del telescopio spaziale Hubble è che ha permesso di superare quel limite che ha condizionato gli astronomi dai tempi di Galileo Galilei, ovvero l’atmosfera terrestre, che distorce le immagini catturate dai telescopi posizionati sul suolo terrestre. L’HST invece, trovandosi al di sopra dell’atmosfera, permette di osservare i corpi celesti con più nitidezza.

E’ così chiamato in onore dell’astronomo e astrofisico statunitense Edwin Hubble, noto nella comunità scientifica per aver formulato nel 1929 la legge empirica dei “redshift” (“Spostamenti verso il rosso“), oggi chiamata “Legge di Hubble”.

Caratteristiche tecniche

Il telescopio ha una massa di circa 11 tonnellate, è lungo 13 metri e largo 4 ed è un vero e proprio occhio nel cielo in grado di osservare l’Universo. È composto da un telescopio riflettore con due specchi: il principale ha un diametro di 2,4 metri ed è dotato di fotocamere che permettono di vedere ed immortalare oggetti celesti distanti da noi miliardi di anni luce. I dispositivi rotanti che orientano e stabilizzano il telescopio, i giroscopi, sono tre. Viene alimentato dall’energia generata dai suoi due pannelli solari ed ogni orbita completa intorno alla Terra dura circa 95 minuti.

Hubble è dotato di una camera planetaria grandangolare che permette di riprendere i pianeti ad alta risoluzione e di uno strumento chiamato spettrografo, che scompone la luce catturata dal telescopio nelle varie frequenze che la compongono. L’analisi dello spettro consente l’analisi di informazioni fondamentali che riguardano un corpo celeste, come la sua composizione chimica, la temperatura, la velocità di rotazione ed i campi magnetici. E’ attrezzato inoltre di camera per le osservazioni nell’infrarosso e per gli oggetti deboli.

I dati raccolti da Hubble, come anche i comandi operativi, sono inviati alla Terra tramite il sistema Tracking Data Relay Satellite, alla stazione situata a White Sands, nel Nuovo Messico. Il computer di bordo può conservare i comandi per oltre 24 ore ed i dati raccolti da Hubble possono essere trasmessi alla stazione a Terra direttamente oppure memorizzati e trasmessi in seguito.

Lancio

Il telescopio è stato lanciato in orbita il 24 aprile 1990 con la missione STS-31 dello Space Shuttle Discovery. L’equipaggio della missione, composto dagli astronauti statunitensi Colonnello Loren J. Shriver (comandante), Colonnello Charles F. Bolden (pilota), Capitano Bruce McCandless, Dottor Steven A. Hawley, Dottoressa Kathryn D. Sullivan (Specialisti di missione), lo posizionò negli strati esterni dell’atmosfera.

I primi risultati non furono quelli sperati poiché lo specchio primario del telescopio era affetto da aberrazione sferica a causa di un difetto di fabbricazione: ne risultavano immagini distorte e fuori fuoco. Il difetto fu corretto nel 1993 con una missione spaziale durante la quale gli astronauti installarono una serie di lenti correttive. Altre missioni svolte da astronauti in passeggiata spaziale furono effettuate per riparare guasti o sostituire apparecchiature con altre più avanzate. Negli anni successivi il telescopio Hubble ci ha regalato immagini spettacolari di oggetti celesti lontanissimi, diventando lo sguardo dell’umanità sull’Universo.

Hubble e le scoperte

Hubble, con le sue numerose scoperte e le centinaia di migliaia di immagini astronomiche eccezionali, ha aiutato gli esseri umani a perfezionare la loro visione dell’Universo. Attraverso i suoi occhi ci ha mostrato la meraviglia del Cosmo, davanti al quale rimaniamo incantati.

Sue sono le immagini del 1994 della collisione della cometa Shoemaker-Levy 9 con il pianeta Giove ed è stato il primo telescopio ottico ad aver catturato la prima immagine di un pianeta extrasolare, chiamato Fomalhaut b, distante circa 25 anni luce dalla Terra.

L’universo e la materia

Nel 2012 è stata pubblicata un’immagine ripresa da Hubble, chiamata Hubble eXtreme Deep Field, che ci regala una vista estremamente profonda dell’Universo, la più profonda mai ottenuta: l’immagine mostra una piccola regione di spazio contenente le galassie meno luminose e più distanti mai viste, ottenuta grazie alle immagini riprese dal telescopio in 10 anni.

L’Universo, secondo le stime più recenti, ha circa 13,8 miliardi di anni e le galassie osservabili nell’immagine risalgono a ben 13,2 miliardi di anni fa; ciò significa che la loro luce ha viaggiato 13,2 miliardi di anni per giungere fino a noi. Guardare l’Hubble eXtreme Deep Field è come fare un lunghissimo viaggio nel tempo ed osservare come era l’Universo quasi al momento della sua nascita.

Hubble ci ha inoltre dato un contributo per la scoperta della materia oscura che permea l’Universo, ovvero una componente di materia che, anche se non direttamente osservabile, manifesta la sua esistenza attraverso i suoi effetti gravitazionali. Nel 2011 e 2012 ha scoperto il quarto ed il quinto satellite di Plutone (riclassificato come pianeta nano nel 2006) ed il 14° satellite del pianeta Nettuno. A dicembre 2013 ha inoltre identificato 5 pianeti con presenza di acqua nelle loro atmosfere e scoperto la presenza di anidride carbonica nell’atmosfera di un pianeta simile a Giove, in orbita attorno ad un’altra stella.

Analizzando e studiando la composizione delle atmosfere dei pianeti extrasolari, Hubble può dare un contributo alla ricerca di eventuali forme di vita extraterrestre e continua ad entusiasmare astronomi e appassionati di tutto il mondo con le sue straordinarie immagini, che ci aiutano a comprendere i misteri del meraviglioso Cosmo.