L’orbita di Saturno. Quanto dura un anno su Saturno?

Ogni pianeta del sistema solare impiega una certa quantità di tempo per completare una singola orbita attorno al Sole. Qui sulla Terra, questo periodo dura 365,25 giorni – un periodo che noi chiamiamo anno. Quando si tratta degli altri pianeti, usiamo questa misura per caratterizzare i loro periodi orbitali. E quello che abbiamo scoperto è che su molti di questi pianeti, a seconda della loro distanza dal Sole, un anno può durare molto a lungo!

Consideriamo Saturno, che orbita intorno al Sole ad una distanza di circa 9,5 AU – cioè nove volte e mezzo la distanza tra la Terra e il Sole. Per questo motivo, anche la velocità con cui orbita intorno al Sole è notevolmente più lenta. Di conseguenza, un singolo anno su Saturno dura in media circa ventinove anni e mezzo. E durante questo periodo avvengono alcuni cambiamenti interessanti per i sistemi meteorologici del pianeta.

Periodo orbitale:

Saturno orbita attorno al Sole a una distanza media (semiasse maggiore) di 1,429 miliardi di km (887,9 milioni di mi; 9,5549 AU). Poiché la sua orbita è ellittica – con un’eccentricità di 0,05555 – la sua distanza dal Sole varia da 1,35 miliardi di km (838,8 milioni di mi; 9,024 AU) al suo più vicino (perielio) a 1.509 miliardi di km (937,6 milioni di mi; 10,086 AU) al suo punto più lontano (afelio).

Con una velocità orbitale media di 9,69 km/s, Saturno impiega 29,457 anni terrestri (o 10.759 giorni terrestri) per completare una singola rivoluzione attorno al Sole. In altre parole, un anno su Saturno dura circa quanto 29,5 anni qui sulla Terra. Tuttavia, Saturno impiega anche poco più di 10 ore e mezza (10 ore e 33 minuti) per ruotare una volta sul suo asse. Questo significa che un singolo anno su Saturno dura circa 24.491 giorni solari saturniani.

È per questo che ciò che possiamo vedere degli anelli di Saturno dalla Terra cambia nel tempo. Per una parte della sua orbita, gli anelli di Saturno sono visti nel loro punto più largo. Ma man mano che continua la sua orbita intorno al Sole, l’angolo degli anelli di Saturno diminuisce fino a quando non scompaiono completamente dal nostro punto di vista. Questo perché li vediamo di sbieco. Dopo qualche anno, il nostro angolo migliora e possiamo vedere di nuovo il bellissimo sistema di anelli.

Inclinazione orbitale e inclinazione assiale:

Un’altra cosa interessante di Saturno è il fatto che il suo asse è inclinato rispetto al piano dell’eclittica. Essenzialmente, la sua orbita è inclinata di 2,48° rispetto al piano orbitale della Terra. Il suo asse è anche inclinato di 26,73° rispetto all’eclittica del Sole, che è simile all’inclinazione della Terra di 23,5°. Il risultato è che, come la Terra, Saturno attraversa cambiamenti stagionali nel corso del suo periodo orbitale.

Cambiamenti stagionali:

Per metà della sua orbita, l’emisfero nord di Saturno riceve più radiazioni del Sole che l’emisfero sud. Per l’altra metà della sua orbita, la situazione è invertita, con l’emisfero sud che riceve più luce solare dell’emisfero nord. Questo crea sistemi di tempeste che cambiano drammaticamente a seconda della parte della sua orbita in cui si trova Saturno.

Per gli statisti, i venti nell’alta atmosfera possono raggiungere velocità fino a 5oo metri al secondo (1.600 piedi al secondo) intorno alla regione equatoriale. Occasionalmente, l’atmosfera di Saturno mostra ovali di lunga durata, simili a quelli che si osservano comunemente su Giove. Mentre Giove ha la Grande Macchia Rossa, Saturno ha periodicamente quello che è conosciuto come la Grande Macchia Bianca (aka. Grande Ovale Bianco).

Questo fenomeno unico ma di breve durata si verifica una volta ogni anno a Saturno, intorno al tempo del solstizio d’estate dell’emisfero nord. Queste macchie possono essere larghe diverse migliaia di chilometri, e sono state osservate in molte occasioni in passato – nel 1876, 1903, 1933, 1960 e 1990.

Dal 2010, è stata osservata una grande banda di nuvole bianche chiamata Disturbo elettrostatico settentrionale, che è stata individuata dalla sonda spaziale Cassini. Data la natura periodica di queste tempeste, se ne prevede un’altra nel 2020, in coincidenza con la prossima estate di Saturno nell’emisfero settentrionale.

Similmente, i cambiamenti stagionali influenzano i modelli meteorologici molto grandi che esistono intorno alle regioni polari settentrionali e meridionali di Saturno. Al polo nord, Saturno sperimenta un modello di onda esagonale che misura circa 30.000 km (20.000 mi) di diametro, mentre ciascuno dei suoi sei lati misura circa 13.800 km (8.600 mi). Questa tempesta persistente può raggiungere una velocità di circa 322 km all’ora (200 mph).

Grazie alle immagini scattate dalla sonda Cassini tra il 2012 e il 2016, la tempesta sembra subire dei cambiamenti di colore (da una foschia bluastra a una tonalità marrone-oro) che coincidono con l’avvicinarsi del solstizio d’estate. Questo è stato attribuito a un aumento della produzione di foschie fotochimiche nell’atmosfera, che è dovuto alla maggiore esposizione alla luce del sole.

Similmente, nell’emisfero meridionale, le immagini acquisite dal telescopio spaziale Hubble hanno indicato l’esistenza di un grande jet stream. Questa tempesta assomiglia a un uragano dall’orbita, ha un ciglio ben definito e può raggiungere velocità fino a 550 km/h (~342 mph). E proprio come la tempesta esagonale settentrionale, il jet stream meridionale subisce dei cambiamenti a causa della maggiore esposizione alla luce del sole.

Cassini è stato in grado di catturare immagini della regione polare sud nel 2007, che ha coinciso con il tardo autunno nell’emisfero meridionale. All’epoca, la regione polare stava diventando sempre più “smog”, mentre la regione polare settentrionale stava diventando sempre più chiara. La ragione di questo, è stato sostenuto, era che la diminuzione della luce solare ha portato alla formazione di aerosol di metano e alla creazione di una copertura nuvolosa.

Da questo, è stato ipotizzato che le regioni polari diventano sempre più oscurate da nuvole di metano come il loro rispettivo emisfero si avvicina al solstizio d’inverno, e più chiare come si avvicinano al solstizio d’estate. E le medie latitudini mostrano certamente la loro parte di cambiamenti grazie agli aumenti/decrementi dell’esposizione alla radiazione solare.

Come la lunghezza di un singolo anno, ciò che sappiamo di Saturno ha molto a che fare con la sua notevole distanza dal Sole. In breve, poche missioni sono state in grado di studiarlo in profondità, e la lunghezza di un singolo anno significa che è difficile per una sonda assistere a tutti i cambiamenti stagionali che il pianeta attraversa. Eppure, quello che abbiamo imparato è stato notevole, e anche piuttosto impressionante!

Abbiamo scritto molti articoli sugli anni su altri pianeti qui a Universo Oggi. Ecco L’orbita dei pianeti. Quanto dura un anno sugli altri pianeti?, L’orbita della Terra. Quanto dura un anno sulla Terra?, L’orbita di Mercurio. Quanto dura un anno su Mercurio?, L’orbita di Venere. Quanto dura un anno su Venere?, L’orbita di Marte. Quanto dura un anno su Marte?, L’orbita di Giove. Quanto dura un anno su Giove?, L’orbita di Urano. Quanto dura un anno su Urano?, L’orbita di Nettuno. Quanto dura un anno su Nettuno?, L’orbita di Plutone. Quanto dura un anno su Plutone?

Se vuoi maggiori informazioni su Saturno, guarda i comunicati stampa di Hubblesite su Saturno. E qui c’è un link alla homepage della sonda Cassini della NASA, che sta orbitando intorno a Saturno.

Abbiamo anche registrato un intero episodio di Astronomy Cast che riguarda proprio Saturno. Ascolta qui, Episodio 59: Saturno.