Saturno: osservazione
Da Sezione Pianeti UAI.
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Versione delle 16:29, 26 mar 2007
Indice |
Requisiti
Nell'ambito della Sezione Pianeti dell'Unione Astrofili Italiani si è consolidato negli anni un metodo di osservazione che consente il confronto e lo scambio dei risultati con i principali raggruppamenti analoghi di altri Paesi, garantendo così la consistenza e la correttezza del lavoro svolto.
Il diametro minimo dello strumento per un lavoro utile si può considerare, indicativamente, di circa 15 cm per i riflettori; tuttavia, specie per iniziare, un lavoro sull'immagine offerta da un piccolo telescopio è già interessante, consentendo di impratichirsi facilmente del metodo osservativo e di familiarizzare col pianeta.
Con strumenti maggiori, il contrasto e la risoluzione aumentano, permettendo di analizzare più agevolmente le strutture atmosferiche, intrinsecamente poco contrastate, e di eseguire stime del colore, soprattutto se il diametro dello strumento è di almeno 20-25 cm.
Saturno al telescopio
Il parametro che meglio rappresenta questa variazione è la latitudine saturnocentrica del punto sub-terrestre (indicata solitamente con B), ovvero l' angolo compreso tra il piano equatoriale di Saturno e la linea congiungente il centro di Saturno con la Terra, misurato con valori positivi verso Nord. Quindi, quando si ha B = 0° gli anelli sono esattamente di taglio, mentre con B = -26° si e' nei pressi della massima apertura, con l'emisfero Sud rivolto verso la Terra. Il valore di B e' reperibile solitamente sugli Almanacchi. La figura a destra mostra la nomenclatura standard utilizzata per indicare le principali formazioni osservabili.
Gli anelli
Il globo di Saturno proietta sugli anelli un'ombra molto contrastata e ben visibile, che tende a ridursi e a scomparire nei giorni intorno all'opposizione, quando l'illuminazione del sole giunge dalla stessa direzione in cui si trova la Terra e quindi l'ombra risulta completamente occultata dal globo stesso. Frequentemente, molti osservatori notano sugli anelli, accanto all'ombra, una macchia brillante. Questa è stata battezzata "macchia di Terby" (dal nome del dilettante francese, Francois Terby, che la osservò la prima volta nel 1889), ed è considerata un effetto di suggestione dell'osservatore indotto dal forte contrasto tra gli anelli chiari e l'ombra, nera.
Gli anelli possono poi presentare altri dettagli degni di nota, che tuttavia rientrano tra le caratteristiche di più difficile rilevamento, specialmente per strumenti che non superano i 20-25 cm di diametro. L' anello A ed il B non sono strutture omogenee e immutabili, perciò può capitare di vedere al loro interno dei minimi di intensità, sotto forma di divisioni supplementari più o meno contrastate. Ad esempio, frequentemente viene segnalata la divisione di Enke, posta internamente all' anello A. La sua larghezza e posizione sono soggette a notevoli variazioni. Essa non va confusa con la divisione osservabile solo con grandi strumenti e posta presso il bordo esterno dell'anello A, sfortunatamente battezzata con lo stesso nome nell'era spaziale.
In passato è stato possibile osservare dei minimi di intensità appena accennati all'interno dell'anello B e, in condizioni eccezionali, anche delle fini strutture paragonabili a sottili "solchi". Una visione molto particolare del sistema di anelli si ha quando la Terra attraversa il piano degli stessi, che vengono quindi a trovarsi "di taglio" nei confronti dell'osservatore (vedere la tabella successiva). In queste condizioni, oltre a divenire facilmente osservabili alcuni satelliti che orbitano assai vicini al pianeta, spesso sono visibili delle minuscole condensazioni (piccoli punti o segmenti brillanti) negli anelli stessi. E' importante, in questi casi, annotarne la posizione, stimando la distanza dal globo, senza confondersi con gli eventuali satelliti presenti. La possibilità di continuare a vedere un sottilissimo anello fino a epoche molto vicine al giorno dell'attraversamento del piano equatoriale del pianeta dipende, in sostanza, dal diametro dello strumento, poichè si tratta di cercare di osservare una struttura dalla luminosità e dal contrasto sempre più bassi.
Si noti che in queste condizioni geometriche anche il Sole si trova assai prossimo al piano degli anelli, e può quindi accadere che questi rivolgano verso l'osservatore, seppur sotto un angolo estremamente stretto, la faccia in ombra. Tale configurazione pone in evidenza come punti o segmenti brillanti quelle regioni degli anelli che diffondono la luce meglio di quanto la riflettano: ovvero l'anello C e la Divisione di Cassini, che divengono luminosi e facilmente distinguibili.
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Passaggi della Terra |
Passaggi del Sole |
| 1979 Ottobre 27, da S a N | |
| 1980 Marzo 12, da N a S | 1980 Marzo 3, da S a N |
| 1980 Luglio 23, da S a N | |
| 1995 Maggio 21, da N a S | |
| 1995 Agosto 11, da S a N | 1995 Novembre 19, da N a S |
| 1996 Febbraio 11, da N a S | |
| 2009 Settembre 4, da S a N | 2009 Agosto 10, da S a N |
| 2025 Marzo 23, da N a S | 2025 Maggio 6, da N a S |
Il globo
E' da notare che il variare dell'inclinazione dell'equatore rispetto all'osservatore terrestre, impedisce di avere la visione dei due emisferi simultaneamente per la maggior parte della rivoluzione di Saturno attorno al Sole. Solo con gli anelli vicini alla posizione di taglio è possibile osservare tutte le bande e le zone del pianeta. Nelle posizioni intermedie gli anelli occultano una parte più o meno consistente di uno dei due emisferi.
Supponiamo ancora di osservare il pianeta sotto una certa inclinazione: sul globo, accanto agli anelli, si hanno le latitudini equatoriali, ove si osserva la Zona omonima, solitamente la parte più chiara dell'atmosfera. Al suo interno, a cavallo dell'equatore, può osservarsi una sottile Banda Equatoriale, sempre molto evanescente. Allontanandosi dall'equatore si incontra la prima banda scura, la Banda Equatoriale Nord (o Sud, a seconda dell'emisfero visibile). Talvolta si presenta suddivisa in due componenti, nord e sud, separate da una zona leggermente più chiara. Anche quando questo accade, tuttavia, può non apparire sdoppiata a tutte le longitudini con la stessa evidenza, e nei piccoli strumenti è sempre difficile separare le due componenti. Le bande e le zone a latitudini più elevate sono sempre assai elusive, e richiedono già un'osservazione più attenta: può essere difficile vedere la Banda Temperata Nord o Sud, specialmente con strumenti medio-piccoli. Raramente accade che appaiano bande a latitudini ancora più elevate; ad esempio può accadere che le regioni polari presentino un contorno netto, delineato da una Banda Polare scura.
All'interno della regione polare talvolta si vede una "Polar Cap" (calotta) scura e dai contorni netti, centrata sul polo.
Gli scopi dell'osservazione
Nell'eseguire un'osservazione di Saturno, che va al di là della semplice esecuzione di un disegno, occorre tener presente quali sono le finalità perseguite. Questo studio non è fine a se stesso, in quanto la dinamica dell'atmosfera del pianeta non è del tutto compresa: basti pensare che, da Schiaparelli a oggi, Saturno ha compiuto solo tre rivoluzioni, e i dati per indagare il comportamento stagionale (molto pronunciato, a differenza che per Giove), ad esempio, sono ancora molto limitati nel tempo. Vediamo dunque di mettere a fuoco quali sono i principali motivi di interesse:
- Le bande e le zone che cingono il pianeta sono soggette a variazioni di latitudine e di intensità; anche il loro colore, seppur difficilmente definibile, può presentare tonalità variabili.
- Gli anelli, che nel corso del tempo variano l'angolo sotto il quale si presentano, sono anch'essi soggetti a variazioni di intensità e talvolta alle manifestazioni peculiari già accennate.
Occasionalmente possono apparire dettagli sul disco, talvolta evidenti. L'esempio più famoso è costituito dagli ovali chiari nella regione equatoriale. Ma non mancano segnalazioni di condensazioni scure nelle Bande Equatoriali e di dettagli anche a latitudini più elevate. In tali casi è indispensabile fornire una tempestiva segnalazione, corredata della posizione della struttura. Come in altri casi, anche per Saturno le misure di posizione di bande e dettagli transitori vengono ormai eseguite sulle immagini digitali; accurate osservazioni visuali, specie se corredate da stime di colore e di intensità, mantengono tuttavia una notevole utilità e sarebbe auspicabile averne in maggior numero.
Le stime di albedo e di colore
La valutazione dell'intensità di bande, zone, anelli ed altri dettagli eventuali è affidata ad una stima numerica, come approfondito nel paragrafo dedicato. Per semplificare la stima e uniformare i risultati, solitamente si pone l'intensità della parte esterna dell'anello B ad un valore pari a 1,0. Si è verificato che questo standard è sufficientemente valido, ovvero che l' anello B presenta un'intensità approssimativamente costante. Tuttavia, non mancano le eccezioni ed occorre sempre verificare che questo valore sembri appropriato. Inoltre, è bene svincolarsi dall'uso dello standard quando gli anelli si avvicinano alla posizione di taglio. In generale, con un'apertura degli anelli (B) inferiore ai 6-7 gradi si ha uno scurimento dell'anello B di alcune frazioni di unità. La stima del colore è certo più difficoltosa, e con piccoli telescopi viene falsata o resa impossibile dall'immagine eccessivamente scura. Occorre comunque molta attenzione per evidenziare la sottile colorazione delle bande e delle zone. L'occhio tende a distinguere delle differenze di intensità più che di colore, ed è frequente che spesso venga indicata una tonalità più o meno intensa di grigio. E' necessario, invece, che si cerchi di distinguere, se possibile, se quel grigio appare proprio neutro o presenta qualche dominante; in quest'ultimo caso si indica col minimo numero possibile di aggettivi (massimo due) il colore che sembra prevalere, data per scontata la sua evanescenza (ad esempio: rosso-marrone, giallo scuro, verde-azzurro, ecc.).
Osservazioni con filtri
I filtri colorati permettono di evidenziare regioni diverse del globo del pianeta. Un filtro blu chiaro (Wratten 80A o 82A) aumenta il contrasto tra bande e zone, divenendo a volte determinante per l'identificazione delle bande più tenui, come la sottilissima Banda Equatoriale. Analogamente un filtro verde o giallo-verde (Wratten 57, 11) agisce scurendo maggiormente le bande con tonalità rossa. I filtri Wratten 21 e 23A, arancio e rosso chiaro, possono essere usati per scurire le regioni polari.
Attraverso un accurato confronto dell'immagine del pianeta vista con filtri diversi, si possono trarre preziose informazioni sulla colorazione dei dettagli. Chi possiede uno strumento di diametro medio-grande (al di sopra dei 25-30 cm) può tentare utilmente di eseguire stime di intensità facendo uso di filtri. Dal confronto delle stime ottenute attraverso due filtri diversi (ad esempio rosso e blu, oppure verde e rosso) si può risalire alla colorazione ottenendo anche un'informazione quantitativa di importanza non trascurabile. Non conviene utilizzare strumenti con diametro inferiore a quello indicato, poiché l'immagine di Saturno nei piccoli telescopi possiede una luminosità piuttosto ridotta, e l'interposizione di un filtro l'attenua in modo tale da rendere difficoltose (e inaffidabili) le osservazioni e le stime.
Misure di latitudine ed esecuzione di un disegno
La misura della posizione in latitudine delle bande viene ricavata direttamente dalla media di misure eseguite sui disegni del pianeta. Occorre quindi che l'osservatore presti la massima attenzione all'accurato posizionamento delle bande ed alle loro reciproche proporzioni, e verifichi che il disegno eseguito sia coerente con l'immagine telescopica, apportando tutte le correzioni necessarie. E' questa l'unica avvertenza da applicare nel fare il disegno, che peraltro non pone altri particolari problemi. La mancanza di dettagli intricati facilita molto il compito, ed è bene comunque ricordare che ha molto più valore un disegno schematico o appena schizzato, purchè preciso, che non uno molto curato esteticamente ma carente dal punto di vista della rispondenza al vero delle posizioni riportate.
Dettagli transitori e anomalie
Può capitare che le bande e le zone presentino delle irregolarità più o meno marcate, come chiazze chiare nelle zone o condensazioni scure nelle bande. Tali dettagli sono piuttosto rari, e non fanno parte della normale routine osservativa. Proprio per questo il loro apparire richiede il massimo impegno per sorvegliarne lo sviluppo e ricavarne posizioni precise, da cui dedurre il periodo di rotazione del pianeta alle latitudini interessate. In proposito ricordo che per Saturno è ufficialmente in uso, per le latitudini comprese tra le due bande equatoriali, il sistema di coordinate detto "Sistema I", che corrisponde ad un periodo di rotazione di 10h 14m 00s (IAU, 1980). Esiste poi un Sistema II, per le rimanenti latitudini, fatta eccezione per le regioni polari, che, anche se non adottato dalla IAU, può utilmente servire come riferimento. Il periodo di rotazione corrispondente e' di 10h 38m 25s (A.L.P.O.).
I dettagli più noti che si ritrovano nella letteratura scientifica sono i grandi ovali bianchi (Great White Spots/Ovals) apparsi in passato a latitudini prevalentemente equatoriali. Si può parlare di veri e propri outbursts di attività, sviluppatisi col loro nascere ed il progressivo espandersi, per la durata di alcune settimane. Talvolta queste anomalie hanno influenzato il comportamento atmosferico delle regioni adiacenti, spostando ad esempio la NEB verso Nord, come è accaduto nel 1903 e nel 1933. Più raramente tali outburst si sono avuti a latitudini elevate: nel 1960 l'attività atmosferica delle macchie chiare ha avuto luogo attorno ad una latitudine di +60, adiacente alla regione polare. Nel 1990 si è avuto un nuovo episodio con la formazione di alcune WOS equatoriali; la prima di queste, in particolare, è stata forse la più appariscente e brillante mai apparsa sul pianeta. Il telescopio spaziale Hubble, all'epoca operativo da pochi mesi, ha fornito immagini particolarmente dettagliate del fenomeno. Il ruolo dei dilettanti, dalla scoperta allo studio dell'evoluzione successiva, non è stato comunque trascurabile.
A parte alcuni casi secondari, pare che gli ovali chiari appaiano con maggiore probabilità nei pressi della longitudine eliocentrica di Saturno intorno a 300°. Se questo corrispondesse a verità, si tratterebbe di un effetto stagionale rilevante che si ripresenta con periodo pari a quello orbitale del pianeta, tuttavia la statistica in nostro possesso non è ancora sufficiente a dare una risposta definitiva, ne' le osservazioni sin qui raccolte sono in grado di mettere in luce compiutamente i meccanismi che innescano le correnti verticali necessarie alla formazione delle nubi di cristalli di ammoniaca che compongono gli ovali chiari.
Quando capita la fortuna di identificare un dettaglio sul disco, occorre stimarne le dimensioni e osservarlo per un tempo più lungo possibile, cercando di determinare il transito al Meridiano Centrale del pianeta. Se non è possibile cronometrare il transito, si esegua un disegno del pianeta riportando con la massima precisione la posizione dell'anomalia osservata, accompagnato dall'istante in cui quest'ultima è stata riportata sul disegno. Inoltre, nel caso si sia ragionevolmente sicuri della presenza del dettaglio, e a maggior ragione in presenza di particolari atmosferici cospicui, è opportuno contattare altri osservatori o il coordinatore del gruppo col quale si collabora.
Normalmente accadrà solamente di sospettare la presenza di dettagli al limite delle capacità strumentali, senza essere sicuri della loro effettiva esistenza. In tal caso è bene precisare, in una nota di accompagnamento del disegno, con quale evidenza sia stata vista l'irregolarità, e quale sia l'attendibilità della segnalazione a giudizio dell'osservatore. Purtroppo una parte di questi dettagli rimane senza conferma, ma in qualche caso l'osservazione contemporanea da parte di più persone può permettere di sciogliere le riserve.
Per quanto riguarda gli anelli, in passato si sono avute segnalazioni di macchie radiali scure sull' anello A, nei pressi delle anse, particolarmente frequenti con gli anelli in inclinazioni intermedie, sulle quali grava il sospetto dell' illusione ottica, come ipotizzato da G. Ruggeri. Più rispondenti al vero potrebbero essere le aree chiare e scure viste talvolta, sempre con andamento radiale, sull' anello B.
