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Dispense di Astronomia: I Satelliti Naturali


LEZIONI DI ASTRONOMIA VIVA


I corpi minori del Sistema Solare

"I Satelliti Naturali del Sistema Solare"

del Dr. Pasquale Ago




Introduzione

In questa lezione inizieremo a parlare dei corpi minori del sistema solare ed in particolare dei satelliti planetari naturali. Si tratta della parte più piccola (per dimensione) del sistema solare e che per questo stesso motivo viene spesso trascurata dai programmi scolastici. I corpi minori del Sistema solare, invece, sono un argomento davvero interessantissimo, per due motivi: sono prima di tutto importanti per conoscere meglio l'evoluzione primordiale del nostro sistema planetario ed in secondo luogo sono l'argomento astronomico che più frequentemente balza agli onori della cronaca (si pensi alle comete più luminose, alle stelle cadenti oppure alle ipotesi di vita sui satelliti di Giove e ai rischi di impatti asteroidali). Pertanto si tratta di una parte dell'astronomia che non può essere assolutamente trascurata dal nostro programma scientifico anche al fine di fare un po' di chiarezza sulle teorie circa l'origine e le caratteristiche di questi corpi, che vengono spesso presentati dai mass media in maniera errata e fuorviante.


SATELLITI PLANETARI NATURALI

I Satelliti Planetari Naturali vanno in primo luogo differenziati dai cd. satelliti planetari artificiali, che sono le sonde spaziali e i satelliti per telecomunicazioni o previsioni meteo, che vengono posti in orbita planetaria dall'uomo. I Satelliti Naturali si sono originati insieme ai pianeti nel corso della prima fase dello sviluppo del Sistema Solare. Quali sono le caratteristiche di questi corpi e quale evoluzione hanno seguito dopo la loro nascita ? Nelle precedenti lezioni abbiamo detto che il nostro Sole attrae a livello gravitazionale i pianeti, ma anche tutti i corpi del Sistema Solare; anche i pianeti hanno una loro forza gravitazionale che però soccombe rispetto a quella solare. Il nostro Sistema Solare è il frutto del raggiungimento di un equilibrio fra la forza di attrazione gravitazionale solare e le forze di attrazione dei pianeti che perturbandosi a vicenda si tengono imbrigliati allo stesso tempo nel Sistema Solare nell'attuale configurazione. Se un pianeta all'improvviso dovesse venir meno, allora nel nostro sistema solare assisteremmo ad un vero e proprio putiferio, perché verrebbe meno una di tassello indispensabile per il mantenimento del citato equilibrio; possiamo paragonare il Sistema Solare ad un castello di carte (i Pianeti), che si poggia su una base stabile (il Sole). Se una carta viene meno il castello cade e le carte si distribuiscono in maniera assolutamente disordinata. Tornando ai nostri satelliti, la ragione delle loro orbite attorno ai pianeti, è riconducibile a quanto detto prima; infatti l'orbita stabile di un satellite attorno ad un pianeta più grande è il prodotto dell'attrazione gravitazionale concorrente del Pianeta rispetto al Sole esercitata sul satellite. Certo, l'attrazione solare è più forte di quella di qualsiasi pianeta ma la maggiore vicinanza del satellite al pianeta, compensa questa originaria differenza. Quindi il nostro satellite si porrà in quella parte dello spazio compreso fra Sole e Pianeta, in cui l'attrazione concorrente raggiunge una posizione di equilibrio stabile ed inizierà ad orbitare attorno al pianeta che eserciterà nei suoi confronti questa attrazione concorrente. Naturalmente insieme al pianeta inizierà ad orbitare anche attorno al Sole e quindi ecco spiegato il motivo che genera l'orbita di un satellite. In astronomia si definiscono Punti di Lagrange, quei punti in cui l'attrazione fra due corpi si fa equilibrio (attenzione a non far confusione con il concetto di Baricentro, che è tutt'altra cosa!). Ad esempio si parla di Primo Punto Lagrangiano a proposito dell'equilibrio tra due corpi di superficie equipotenziale (nel caso delle stelle binarie ad eclisse che sono dei sistemi di stelle doppie che orbitano l'una attorno all'altra, in una situazione simile a quella dei satelliti planetari naturali). Di conseguenza in un satellite naturale, possiamo individuare due diversi percorsi orbitali: l'orbita di rivoluzione attorno al Sole e quella minore attorno al pianeta a cui è legato. Infine anche il satellite ha un movimento di rotazione attorno al proprio asse. Ma come sono nati i satelliti ? La nascita dei satelliti naturali è avvenuta quasi in tutti i casi all'origine del sistema planetario. Per dare una soluzione al problema è necessario fare delle premesse. Abbiamo già detto nelle precedenti lezioni, che i pianeti si sono generati nella nebulosa protoplanetaria, ma bisogna anche dire che nel momento inerziale della loro aggregazione planetaria i pianeti erano solo delle piccole nubecule pulviscolari. Al centro di queste nubecule, man mano montava una forza simile, ma in scala ridotta, rispetto a quella operante nel centro della nebulosa protoplanetaria generale. Ebbene gran parte del materiale pulviscolare posto nella nubecula si aggregò formando il pianeta, mentre una piccola quantità di materiale posto nella periferia della nubecula continuo a restare in una forma pulviscolare. A questo punto l'attrazione del nuovo pianeta contribuì a favorire l'aggregazione di un corpo più piccolo e anche a catturare nella nubecula satellitare altri materiali vaganti nella sua regione orbitale. Ecco quindi che si creano i satelliti. E' un po' quello che è accaduto anche nel sistema solare laddove i corpi più piccoli (i planetesimi e i plutini) si sono formati nella regione più esterna del sistema solare in quanto non hanno subito una forte attrazione solare. Ma ci sono altre due teorie. La prima (quella dell'impatto asteroidale) giustifica la nascita di alcuni satelliti, con gli impatti asteroidali planetari. Secondo questa teoria, nel corso della storia passata del nostro sistema planetario, ci sarebbero stati molti eventi collisionali tra asteroidi e pianeti (anche con conseguenze molto forti). Questi eventi, provocavano nei casi di maggiore entità, una fuoriuscita di materiale dal pianeta colpito. Questo materiale veniva eiettato nello spazio circostante il pianeta. Assorbito l'impatto, il materiale eiettato iniziava a subire un fenomeno di riaggregazione a causa dell'attrazione gravitazionale e da ciò si generava un nuovo satellite che poi rimaneva imbrigliato nell'orbita planetaria per i motivi già descritti (questa sembra essere la teoria più accreditata per la nascita della nostra Luna). Un'altra teoria (quella della cattura) sulla natura di alcuni satelliti è questa; i pianeti nel corso della loro storia avrebbero potuto attirare verso se asteroidi che poi rimanevano imbrigliati nell'orbita planetaria. Ma veniamo ora alle caratteristiche dei satelliti. Una delle caratteristiche che prevale nell'analizzare la tabella sui satelliti delle prossime pagine, è la forte densità di questi corpi. Tutti hanno una densità superiore a quella terrestre ed in alcuni casi hanno addirittura una densità tre volte superiore alla nostra. Qual è la spiegazione di questo alto valore? La soluzione risiede nel fatto che i Pianeti esercitavano una forza di attrazione gravitazionale forte rispetto alla nubecula satellitare attraendo verso se tutti gli elementi volatili (gas) presenti nella stessa. In conseguenza di ciò i corpi satellitari aggregantisi, più erano vicini al pianeta principale e più diventavano densi. Se osserviamo nella tabella i dati sulla densità dei satelliti gioviani, possiamo notare che la densità del satellite è inversamente proporzionale alla sua distanza dal pianeta (cioè a maggiore distanza abbiamo minore densità e viceversa). Un altro dato su cui conviene soffermarsi è quello dei diametri equatoriali di questi corpi. Conviene premettere che ogni pianeta è in questo senso una storia a sé e che per motivi di spazio non ci è possibile affrontare ogni diversa realtà in dettaglio. In linea di massima possiamo dire che le dimensioni del satelliti sono rapportate a quelle del Pianeta a cui sono legati (eccezion fatta per la Luna per cui valgono considerazioni diverse che saranno presentate nella prossima dispensa).

Un'ultima considerazione va fatta circa la mancanza di satelliti per Venere e Mercurio. La spiegazione di ciò sta nel fatto che tutti i pianeti terrestri, essendo vicini al Sole hanno subito una fortissima attrazione gravitazionale solare; il Sole ha fatto da aspirapolvere di tutte le particelle pulviscolari eventualmente addensatesi attorno a questi pianeti, non consentendo la nascita di alcun satellite per questi stessi. La nostra Terra in questo senso è una strana eccezione e forse proprio per questo possiamo convalidare l'opinione internazionale circa la prevalenza della teoria dell'impatto gravitazionale per la spiegazione della genesi lunare. Ma ora andiamo ad analizzare i vari satelliti e le loro caratteristiche soffermandoci su quelli più grandi ed interessanti. Tralasciamo dalla nostra analisi la Luna che sarà trattata con dettaglio nella prossima lezione.

SATELLITI DI MARTE
I satelliti marziani sono Deimos e Phobos. Si tratta di corpi di dimensioni molto ridotte e di forma estremamente irregolare. Le missioni Viking 1 e 2 e la missione Mars Surveyor hanno inviato immagini della superficie che hanno mostrato la presenza di tantissimi crateri. Questi satelliti sono stati scoperti nel 1877 da A. Hall con un grosso telescopio rifrattore. Non c'è molto da dire su questi corpi a parte il fatto che tra alcuni milioni di anni, Phobos, precipiterà sul pianeta rosso a causa di alcune variazioni orbitali periodiche.

SATELLITI DI GIOVE
I satelliti di Giove sono 16 ma di questi prenderemo in esame soprattutto i quattro satelliti cd. galileiani o medicei. Prima però possiamo dire che gli altri sono corpi di piccole dimensioni e molto lontani dal pianeta. Da Callisto in poi ci sono satelliti molto distanti e che probabilmente sono degli asteroidi troiani catturati dal pianeta gigante nel corso della sua storia (anche le ridotte dimensioni di questi corpi sembrano confermare questo dato). Invece tra Io (il più interno dei galileiani) e Giove ci sono 4 corpi tra cui il satellite Amaltea che è il più grande dopo i medicei. In ogni caso tralasciamo l'analisi delle caratteristiche di questi corpi e ci soffermiamo sui 4 sat. galileiani ed in particolare su Europa ed Io.

SATELLITI GALILEIANI
E' necessario fare una piccola introduzione storica sui satelliti di Giove - Callisto, Io, Europa e Ganimede. Questi satelliti furono scoperti dal famosissimo astronomo pisano Galileo Galilei nel 1610 con il suo canocchiale. Galilei fu il primo astronomo ad effettuare osservazioni astronomiche con strumentazione ottica ausiliare; costruì una serie di piccoli telescopi rifrattori (cioè a lenti) con i quali osservò i crateri della Luna, i satelliti di Giove e gli anelli di Saturno. Quando Galilei puntò il suo canocchiale verso Giove, notò che vicino al pianeta c'erano 4 stelline. Sul momento ritenne che fossero delle stelle di fondo ma osservando per alcune sere di seguito il pianeta, notò che queste stelline erano sempre vicine a Giove anche se disposte in posizioni diverse. Capì che queste non erano delle stelle ma dei corpi che seguivano Giove nel suo percorso orbitale. Espose queste sue osservazioni nell'opera SIDEREUS NUNCIOUS e tutto ciò contribuì molto a rafforzare in lui il convincimento che il Sistema Planetario non fosse di tipo geocentrico ma eliocentrico. Questo suo convincimento, esposto nella stessa opera e anche in altre, lo portò ad essere processato per eresia dalla Santa Inquisizione; fu costretto ad abiurare (cioè ad affermare solennemente di aver commesso un errore) per aver salva la vita. Galileo dedicò le sue lune alla famiglia De Medici da cui medicei ma l'astronomia li ha dedicati a lui chiamandoli ufficiosamente satelliti galileiani.

IO
Si tratta di uno dei corpi più interessanti del Sistema Solare, essendo l'unico ad avere un'attività vulcanica consistente ed accertata. Ma procediamo per gradi. La prima cosa che balza agli occhi osservando la tabella sulle caratteristiche dei satelliti, in relazione ad Io, è la sua densità e la sua distanza da Giove; inoltre, questi dati sono sorprendentemente simili a quelli della nostra Luna. Io ha la densità maggiore tra tutti i satelliti e i pianeti - ben 3.57 g/cm3 - e ci conviene spiegare il motivo di ciò. Abbiamo già spiegato il perché della forte densità dei satelliti e quanto detto può essere certamente esteso anche ad IO (Io infatti, è molto vicino al pianeta Giove). A rendere però particolarmente alta la densità di Io (3,5 volte maggiore di quella terrestre) contribuisce la dimensione di Giove. Infatti Giove è il pianeta più grande del Sistema Solare (è una mancata stella) ed ha esercitato una fortissima attrazione gravitazionale su questo corpo anche a causa della sua ridotta distanza dal satellite. Ma certamente la maggiore caratteristica di Io è la sua attività vulcanica. Questa attività era stata già teorizzata prima del 1976 dai planetologi, sulla base delle rilevazioni spettroscopiche della luna gioviana che avevano messo in luce una forte presenza di zolfo e anidride solforosa (elementi che sulla Terra sono sempre associati ad attività vulcaniche). La conferma arrivò solo nel 1976 dalla sonda Voyager I, che osservò visualmente l'eruzione del vulcano Pele (il più grande vulcano di IO) durante il suo passaggio ravvicinato al satellite. Da allora sono state osservate molte altre eruzioni anche dal telescopio spaziale HST. Io può essere classificato come il corpo del Sistema Solare geologicamente più attivo; l'esame di tutte le immagini delle sonde Voyager non ha permesso di rilevare neanche un cratere di impatto e ciò conferma questa forte attività geologica in grado di assorbire e cancellare qualsiasi impatto in brevissimo tempo. Ma qual è il motivo di questa attività geologica e soprattutto vulcanica ? Io dista da Giove come la Luna dalla Terra, ma la massa notevolmente maggiore di Giove solleva sul satellite enormi maree che distorcono la sua forma. Nessun altro effetto però si verificherebbe se Io rimanesse ad una distanza costante da Giove. Questa distanza invece varia in conseguenza delle perturbazioni gravitazionali dovute agli altri satelliti galileiani e quindi gli effetti mareali variano ad ogni orbita sottoponendo Io a ricorrenti azione di compressione e dilatazione. Tali tensioni pompano energia nell'interno di IO sotto forma di calore. In base a queste considerazioni fu avanzata l'ipotesi che su Io fosse presente un'attività vulcanica ricorrente. Naturalmente questo effetto di compressione e dilatazione, unito ad un nucleo fuso per il calore pompato dalle maree, genera il fenomeno del vulcanesimo. Secondo i modelli teorici la superficie di Io sarebbe ricoperta da uno strato, spesso molti km, di zolfo liquido coperto da una crosta di zolfo solido con sotto una certa quantità di anidride solforosa liquida. Questa stratificazione della crosta è dovuta al continuo processo di ricilaggio dello zolfo e dell'anidride solforosa, causato dalle continue eruzioni vulcaniche. Lo zolfo viene eiettato in superficie durante le eruzioni, si solidifica formando una crosta, viene poi ricoperto da altro zolfo liquido e finisce per andare di nuovo verso l'interno ridiventando liquido per poi essere di nuovo eiettato in superficie. Gli strati di anidride solforosa sono invece dovuti alla neve superficiale di anidride solforosa che a contatto con lo zolfo liquido si trasforma anche essa in liquido stratificandosi tra lo zolfo liquido e quello solidificato in superficie (per il diverso peso specifico). Le temperature sono variabili; nella zona vicina ai vulcani sono sui +10° e +20° C, valori che scendono drasticamente negli altri satelliti. Circa il 5 % della superficie è ricoperta da caldere vulcaniche che nelle immagini superficiali della luna gioviana appaiono come punti di colore nero. Affianco alle caldere ci sono zone di colore meno scuro che sono dovute alle ceneri appena depositate sulle caldere stesse. Vicino alle caldere ci sono regioni irregolari di colore rosso-arancio che sono le colate laviche dovute alle eruzioni e che si snodano sulla superficie in sinuosi e lunghissimi flussi. La superficie di Io nelle regioni equatoriali, non presenta particolari rilievi ma invece sono frequenti i graben, depressioni provocate da tensioni e cedimenti interni. Invece vicino ai poli ci sono pochi vulcani e molti rilievi, anche di alcuni Km di altezza. Un'altra caratteristica di Io sono gli anelli simmetrici che circondano le caldere (ad esempio quello del vulcano Pele è di 700x1000 Km); si tratta delle zone in cui ricadono i materiali emessi dalle eruzioni, che alimentano le fontane di ceneri e lapilli composti probabilmente da zolfo o anidride carbonica. La superficie è poi dominata da regioni, tra le varie caldere, con colori che vanno dal giallo al verde fino al bianco. Le colorazioni dal giallo al verde sono dovute alla crosta di zolfo solido che assume diverse colorazioni a causa del tempo che è intercorso tra la fusione dello zolfo e il suo raffreddamento. Sono stati rilevati anche dei laghi di zolfo fuso con una crosta solida di colore nero. Le regioni di colore bianco sono invece originate dall'anidride solforosa. Durante un'eruzione vulcanica, infatti, vengono eiettati zolfo e anidride solforosa; quest'ultima sotto forma di gas, si allontana dalla zona dell'eruzione e salendo verso l'alto viene a contatto con temperature molto basse. Ciò provoca la solidificazione della stessa che finisce per ricadere e depositarsi in superficie, sotto forma di neve di colore bianco. L'ultima considerazione da fare su Io riguarda i cd. plumes (in inglese "pennacchi eruttivi"). Le missioni spaziali hanno rilevato che questi plumes arrivano ad altezze comprese tra i 70 ed i 280 Km (cosa impossibile nei vulcani terrestri). Per raggiungere simili quote, il materiale deve essere eiettato dai condotti vulcanici, a velocità comprese fra i 300 e i 1000 m/sec; questa velocità è molto maggiore di quella dei vulcani terrestri, segno delle fortissime azioni mareali della luna di Giove.

EUROPA
Questo satellite è caratterizzato da una superficie ghiacciata. La missione Galileo, ha mostrato uno spesso strato di ghiaccio superficiale sotto il quale i planetologi hanno teorizzato l'esistenza di un oceano liquido. Questo strato di ghiaccio avrebbe una profondità di circa 100 Km; posto però che anche su Europa c'è un nucleo fuso e posto anche che su questa luna c'è un'attività vulcanica (comunque inferiore a quella di IO) per motivi che vedremo tra poco, si prevede che sotto la crosta di ghiaccio si siano sviluppate fratture dalle quale fuoriuscirebbe materiale fuso che a contatto con il ghiaccio ne provocherebbe la liquefazione. Pertanto ci sono molti motivi per asserire che questa crosta di ghiaccio perenne superficiale galleggi su un oceano liquido. La presenza di attività geologica, su Europa, non è solo teorizzata secondo le considerazioni proposte anche per IO (le differenze di densità e distanza tra questi corpi non è molta), ma anche a causa della presenza sulla crosta ghiacciata di lunghe striature di dimensioni variabili. Queste strisce, costituenti un intricato sistema, sono la testimonianza superficiale delle fratture della crosta di ghiaccio provocate dal calore interno. Insomma queste linee indicano gli effetti di processi tettonici su scala globale indotti sia esternamente (dall'azione di marea provocata da Giove), che internamente dai moti convettivi. Inoltre sulla superficie non sono stati rilevati che tre grossi crateri di 20 Km; questo è un altro segnale del fatto che la superficie di Europa è molto giovane (segno di un'attività vulcanica interna). Le zone più scure della crosta ghiacciata sono dovute alla presenza di crateri di piccole dimensioni (non rilevabili visualmente perché al limite della risoluzione delle camere CCD delle sonde). Ma dopo aver detto tutto questo bisogna fare un'altra considerazione che ci servirà per comprendere il motivo dell'interesse che la comunità astronomica internazionale ha per Europa. Sulla nostra Terra sono presenti grossi oceani all'interno dei quali si raggiungono profondità molto elevate, tali da non consentire la vita così come si è evoluta sulla terra emersa e nei mari poco profondi. La vita infatti, necessità di alcune condizioni per evolversi e queste sono: il calore, la luce solare e la presenza di ossigeno (insieme generano il fenomeno della fotosintesi). Nelle profondità oceaniche questi elementi vitali indispensabili mancano e quindi la vita convenzionalmente intesa non si potrebbe sviluppare. Però sulla Terra c'è anche attività tettonica su scala globale e questo crea delle fratture nelle profondità oceaniche tra le varie faglie. Anche da queste fratture fuoriesce materiale fuso proveniente dal mantello che a contatto con l'oceano si vaporizza ed inoltre provvede a riscaldare quelle fredde acque. Alcuni anni fa sono stati osservati, con sofisticati sistemi sommergibili, dei geyser e delle fratture oceaniche ad elevatissime profondità. Ed ecco che si è avuta una sorpresa incredibile. Sono state infatti scoperte delle forme di vita che si erano evolute sfruttando queste bocche di vapore e queste fratture. Si trattava di strani animali che basavano la loro vita su un sistema diverso dalla fotosintesi; si nutrivano di idrocarburi e particelle emesse dall'eruzioni e sfruttavano il calore e i gas provocati dalle emissioni (grossi bivalvi, vermi tubolari di metri di lunghezza o animali albini e cechi). Insomma si trattava di animali she sintetizzavano gli elementi vitali dalle eruzioni sottomarine. Ora se compariamo queste situazioni che si verificano sulla Terra, con quelle che si potrebbero verificare nell'oceano liquido di Europa e facile capire il perché di tanto interesse per questo corpo. La vita si evolve e tende a superare le barriere che la natura gli pone; e quindi possibile ipotizzare che in questo oceano liquido si possano essere sviluppate forme di vita. Naturalmente si tratterebbe di forme di vita molto primitive e primordiali ma è comunque molto difficile teorizzarne le caratteristiche. La NASA ha previsto nell'immediato futuro, delle missioni che permetteranno di far luce su questo mistero.

GANIMEDE
E' il satellite più grande del Sistema Solare, superiore per dimensione anche a pianeti come Mercurio e Plutone. Le immagini della sua superficie, prodotte dalle sonde, hanno messo in luce una superficie di tipo misto. A zone di colore chiaro e fittamente craterizzate, si contrappongono zone di colore scuro e prive di crateri e rilievi. Queste zone scure sono il retaggio di una possibile passata attività geologica (non necessariamente vulcanica) che si sarebbe sviluppata su questo satellite, ma che ora non è più presente.

CALLISTO
Si tratta del satellite galileiano più distante dal pianeta. Le missioni spaziali hanno mostrato una superficie fittamente craterizzata, sintomo di una superficie molto vecchia e geologicamente spenta. La distanza elevata di Callisto da Giove non ha innescato su questa luna alcuna attività geologica che invece caratterizza l'evoluzione dei satelliti più interni.

SATELLITI DI SATURNO
Saturno ha ben 17 sattelliti che si possono dividere i tre categorie. Alla prima categoria appartiene Titano sul quale ci soffermeremo per le sue caratteristiche e la sua atmosfera. Alla seconda categoria afferiscono i satelliti - Mima, Rhea, Giapeto, Iperione, Encelado, Teti, Giano, Dione e Febe. Questi satelliti hanno dimensioni cospicue cha vanno dai 1530 Km di Rhea ai 220 Km di Febe. Non ci sono molte considerazioni da fare su questi satelliti; risalta Mima per la presenza di un enorme cratere da impatto che avrebbe potuto spezzarla in due; Encelado che mostra molte similitudini con Europa (ha una superficie ghiacciata); per il resto questi satelliti presentano superfici craterizzate e ghiacciate senza segnali di attività vulcanica o geologica. La presenza di grossi crateri su tutti i satelliti è causata dal fatto che queste lune sono esposte alla pioggia di comete di breve periodo (non di meteoriti e asteoroidi come nelle regioni più interne del Sistema Solare). Alla terza categoria appartengono le altre 7 lune più piccole di Saturno. Si tratta di corpi irregolari con un raggio inferiore a 100 Km, scoperti prevalentemente nel 1980 analizzando le immagini del Voyager I. Non si conoscono le caratteristiche di questi corpi e quindi li tralasciamo dalla nostra analisi.

TITANO
Titano è il secondo satellite, per dimensioni, del Sistema Solare ed è anche l'unico a possedere un'atmosfera. Questa era stata prima teorizzata in base alle rilevazioni spettroscopiche della luna che avevano messo in luce l'esistenza di emissioni nella banda dell'ultravioletto dovute al metano. La conferma della presenza dell'atmosfera è arrivata nel 1980 in corrispondenza del fly-by (sorvolo) del Voyager I con Titano. La sonda non riuscì ad osservare una superficie ma solo gli strati esterni di questa atmosfera e poi nelle elaborazioni a terra fu possibile osservare quest'ultima sul profilo del bordo di Titano, confermando anche la teoria secondo la quale si doveva trattare di una atmosfera stratificata. L'atmosfera rilevata è risultata composta da azoto e da un 1% di metano. Per di più, dalle misure di temperatura e pressione atmosferiche a vari livelli, si ricavano per la superficie della luna rispettivamente una temperatura di 100° K e una pressione al suolo di 1,5 atm. E' possibile quindi che vi sia azoto liquido alla superficie del satellite. Tutto ciò che un osservatore esterno può vedere di Titano è un'opaca cortina di smog color arancio che si pensa contenga aerosoli di idrocarburi (si dicono aerosoli certi insiemi di particelle microscopiche, solide o liquide, disperse in un gas, come nella nube insetticida emessa dalle comuni bombolette spray). Il composto che conferisce questa colorazione potrebbe essere l'acido cianidrico (HCN). Perché Titano è il solo satellite ad avere atmosfera? Titano si è formato abbastanza lontano sia dal Sole che da Saturno e quindi in una zona abbastanza fredda da poter acquistare non solo acqua ma anche una considerevole quantità di metano e ammoniaca ghiacciati. Titano era però caldo abbastanza perché metano ed ammoniaca evaporassero e la sua massa era sufficiente a trattenere quei composti una volta evaporati. ecco quindi svelato il mistero. Su Titano, nel 2004, atterrerà una sonda chiamata Huygens (C. Huygens scoprì Titano nel 1655) che sta viaggiando verso Saturno insieme alla sonda Cassini, che invece studierà il pianeta con gli anelli. Queste sonde ci permetteranno di sapere molto di più su questa luna che sotto molti aspetti ricorda la situazione che c'era sulla Terra nelle prime fasi della sua evoluzione. I satelliti di Saturno si sono originati in base alla prima teoria esposta in questa dispensa circa l'origine dei satelliti planetari.

SATELLITI DI URANO
Urano ha ben 21 lune ed è quindi il pianeta con il più vasto corteggio di lune del Sistema Solare. Ben 6 di queste lune sono state scoperte negli ultimi due anni dalla camera ad alta definizione dell'HST (telescopio spaziale) e dal VLT (Very Large Telescope - il più grande telescopio del mondo); due nel 1998 e 4 negli ultimi mesi di quest'anno. Tra i satelliti di Urano spiccano Ariel, Umbriel, Titania, Oberon e Miranda che hanno un diametro che va dai 570 di Miranda ai 1580 di Titania. Tutti gli altri satelliti (esclusi i sei scoperti dall'HST e dal VLT) sono stati scoperti nel 1986 durante il passaggio della sonda Voyager II. Sui 5 satelliti principali non c'è molto da dire a parte che sono abbastanza densi e con superfici ghiacciate e craterizzate. Solo Miranda merita una menzione particolare in quanto a seguito delle osservazioni compiute dal Voyager II, che ha mostrato una superficie morfologicamente unica, i planetologi hanno teorizzato che questo satellite nel passato avrebbe potuto disintegrarsi e riaggregarsi più volte a causa dell'attrazione gravitazionale di Urano.

SATELLITI DI NETTUNO
Nettuno ha solo 8 satelliti e di questi meritano menzione solo Tritone, Nereide e Prometeo. Gli altri hanno raggi equatoriali inferiori ai 100 km, sono molto vicini al pianeta (immersi quindi nella sua luce) e sono stati scoperti nel 1989 durante il passaggio della sonda Voyager II vicino a Nettuno. Tritone ha un diametro di 2700 Km e durante il fly-by con il Voyager si è notata la presenza sulla sua superficie di alcuni geyser. Questo è segno di un'attività interna del satellite che si concretizza sotto forma di emissioni a geyser, confermata anche da una superficie geologicamente giovane ed attiva (come appare dalle riprese).

SATELLITI DI PLUTONE
Plutone ha un solo satellite, scoperto nel 1977 e chiamato Caronte. Si tratta di un corpo di quasi 1200 Km di diametro contro i 2300 di Plutone. Questo fatto ha portato i planetologi a parlare di pianeta doppio più che di satellite. In ogni caso si sa poco di questi corpi che non sono stati mai visitati da alcuna sonda e che a causa delle ridotte dimensioni e dell'elevate distanze sono difficili da osservare da Terra. Il telescopio spaziale HST ha messo in luce la possibile presenza su Caronte di Carbonio che renderebbe la superficie molto scura ma si tratta solo di ipotesi che non potranno essere confermate finché non ci sarà una missione spaziale apposita.


BIBLIOGRAFIA NECESSARIA

Enciclopedia Astronomica "Alla scoperta del cielo" Curcio ed. 1986
Astronomia Viva - Gabriele Vanin - UAI ed. 1998
Inoltre alcuni testi e figure provengono dalle riviste:
l'Astronomia - Mediapresse srl ed.
Nuovo Orione - Sirio ed.
Coelum - Ed. scientifiche Coelum
Il Cielo - Biroma editore

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