Giapeto (astronomia)

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Giapeto
(Saturno VIII)
Iapetus Spins and Tilts.jpg
Satellite di Saturno
Scoperta 25 ottobre 1671
Scopritori Gian Domenico Cassini
Parametri orbitali
Semiasse maggiore 3 560 851 km[1]
Periodo orbitale 79,3215 giorni
(79 d 7 h 55 min)[1]
Inclinazione rispetto
all'equat. di Saturno
15,47°
Eccentricità 0,0286125
Dati fisici
Diametro medio 1 471 km[1]
Superficie 6,799 × 1012 [1]
Massa
1,8060 × 1021 kg[1]
Densità media 1,27 × 103 kg/m³
Acceleraz. di gravità in superficie 0,2553 m/s²
Velocità di fuga 610 m/s
Periodo di rotazione rotazione sincrona
Inclinazione assiale 14,84°
Albedo 0,04 - 0,50
Dati osservativi
Magnitudine app. 11

Giapeto è il terzo satellite naturale di Saturno per dimensioni dopo Titano e Rea, e l'undicesimo satellite naturale più grande del sistema solare.[2] È il più grande corpo noto a non essere in equilibrio idrostatico e la sua peculiarità è di avere due emisferi all'apparenza molto differenti tra loro, oltre ad altre caratteristiche insolite scoperte dalla sonda Cassini. Fu scoperto dall'astronomo italiano Giovanni Domenico Cassini il 25 ottobre 1671,[1] e deve il suo nome al Giapeto della mitologia greca; è anche noto come Saturno VIII.

Il nome[modifica | modifica wikitesto]

Cassini chiamava i quattro satelliti saturniani da lui scoperti (Teti, Dione, Rea e Giapeto) Sidera Lodoicea ("le stelle di Luigi"), in onore di re Luigi XIV. Gli astronomi presero l'abitudine di riferirsi a loro e a Titano come Saturno 1 fino a Saturno 5. Quando, nel 1789, furono scoperti Mimante e Encelado, lo schema di numerazione fu esteso a Saturno 8.[3]

Gli attuali nomi dei primi sette satelliti di Saturno furono dati da John Herschel (figlio di William Herschel, scopritore di Mimas ed Encelado) nella sua pubblicazione del 1847, dove suggerì i nomi dei Titani e delle Titanidi, i fratelli e le sorelle di Crono (il Saturno greco).[3]

Caratteristiche fisiche[modifica | modifica wikitesto]

La bassa densità di Giapeto, pari a 1,083 g/cm3, indica che è composto principalmente da ghiaccio, con una piccola quantità di materiali rocciosi.[3]

Colorazione a due toni[modifica | modifica wikitesto]

La superficie di Giapeto ha una distintiva colorazione a due toni. Un emisfero è scuro (albedo 0,03–0,05) con una lieve colorazione rossastra, mentre l'altro emisfero è brillante (albedo 0,5, quasi quanto Europa). Questa differenza è così evidente che Cassini notò che poteva osservare Giapeto solamente su un lato di Saturno e non sull'altro.[4]
La sonda Voyager II della NASA ha visitato Giapeto il 22 agosto 1981, passando ad una distanza di 910 000 km.[5] Le macchine fotografiche della sonda hanno potuto aggiungere pochi dettagli sulla regione scura, del lato brillante hanno rivelato che è ghiacciato e con molti crateri. Anche i poli della luna sono liberi di materiale scuro.

È probabile che i materiali scuri siano composti organici, simili alle sostanze trovate in alcune meteoriti o sulle superfici di comete. L'origine di questo materiale non è attualmente nota, anche se sono state proposte numerose teorie. Anche lo spessore dello strato non è conosciuto con certezza; sull'emisfero scuro non ci sono crateri brillanti, quindi se lo strato scuro fosse sottile questo dovrebbe essere rinnovato di continuo, altrimenti un impatto meteoritico si spingerebbe oltre lo strato superficiale e rivelerebbe il materiale sottostante più brillante.

Il polo nord di Giapeto ripreso dalla sonda Cassini-Huygens il 31 dicembre 2004

È possibile che il materiale scuro provenga da qualche fonte interna, forse portata alla superficie da combinazioni di impatti meteoritici e vulcanismo. Questa teoria è supportata dall'apparente concentrazione del materiale sul fondo dei crateri. Siccome Giapeto è lontano da Saturno, è stato ipotizzato che potrebbe aver evitato gran parte del riscaldamento che le altre lune di Saturno hanno ricevuto durante la formazione del sistema solare. Quindi avrebbe potuto trattenere al suo interno metano o ghiaccio di ammoniaca, che più tardi eruttò sulla superficie, e poi annerì a causa della radiazione solare, particelle cariche e raggi cosmici. Un'indicazione di questo tipo di vulcanismo proviene da un anello di materiale scuro, di circa 100 chilometri in diametro, che si estende sul confine tra le due zone di Giapeto, simili strutture sulla Luna e su Marte sono il risultato di materiale vulcanico fluito in crateri di impatto con un picco centrale.[6]

Una teoria alternativa ipotizza che il materiale scuro provenga da Febe, e sia stato liberato dalla superficie del satellite più piccolo da impatti di micrometeoriti, andando a costituire attorno a Saturno un immenso anello di materiale freddo, grande circa 300 volte il pianeta, rivelato dalle osservazioni nell'infrarosso del telescopio spaziale Spitzer,[7] che va ad "impattare" su Giapeto. Tuttavia la superficie di Febe presenta una colorazione lievemente diversa rispetto al materiale scuro di Giapeto, ed una composizione più simile alla sua superficie brillante, piuttosto che a quella scura. Una scoperta che potrebbe avallare questa ipotesi è quella del 2009 quando il Telescopio spaziale Spitzer osservò un tenue anello di materia ad una distanza tra 128-207 volte il raggio di Saturno, mentre l'orbita di Febe è posta a una distanza media di 215 raggi saturniani.[8]

Giapeto e Febe sono gli unici satelliti naturali maggiori di Saturno caratterizzati da un piano orbitale inclinato in modo significativo sull'equatore del pianeta.

Il 10 settembre 2007 la sonda della NASA Cassini ha effettuato il sorvolo più ravvicinato mai realizzato, passando vicino a Giapeto ad una distanza di 1640 km e inviando a Terra immagini dettagliatissime e a dir poco stupefacenti, sia della dorsale montuosa equatoriale, con vette craterizzate alte più di 20 km, sia del misterioso lato chiaro del satellite che, dall'analisi preliminare delle immagini, sembra essere ricoperto da ghiaccio bianchissimo al di sopra del quale sembrano essere fuoriusciti materiali scuri, composti organici simili a quelli di alcuni meteoriti e sulle superfici di comete.[9]

Mosaico fotografico delle immagini acquisite dalla Cassini il 31 dicembre 2004 che mostrano la regione oscura di Giapeto, grandi crateri, e la cresta equatoriale recentemente scoperta

Forma[modifica | modifica wikitesto]

Misurazioni triassiali di Giapeto ne stimano le dimensioni in 746 × 746 × 712 km, con un raggio medio di 734.5 ± 2.8 km[10]; queste misurazioni sono relativamente inaccurate in quanto non tutta la superficie del satellite è stata fotografata ad alta risoluzione. La forma oblata della luna corrisponde ad un periodo di rotazione di 10 ore e non ai 79 giorni osservati; una possibile spiegazione di questa discrepanza è che la forma della luna si sia congelata appena dopo la formazione, mentre la rotazione ha continuato a rallentare per via di attriti mareali.[11]

Primo piano della cresta equatoriale

La cresta equatoriale[modifica | modifica wikitesto]

Un ulteriore mistero è stato scoperto quando la sonda Cassini fotografò Giapeto il 31 dicembre 2004, e rivelò la presenza di una misteriosa cresta larga all'incirca 20 km ed alta 13 km che si estendeva per oltre 1300 km nella Cassini regio, seguendo quasi perfettamente la linea equatoriale della luna. Alcuni picchi della cresta raggiungono i 20 km d'altezza, e costituiscono alcune delle più grandi montagne del sistema solare.[12] Alcune delle montagne più chiare nei pressi del bordo della Cassini regio, che sembrano appartenere a questa cresta, erano già state viste nelle foto delle Voyager; tuttavia, queste ultime non furono in grado di fornire dettagli della regione oscura, dunque l'estensione del complesso geologico si è reso visibile solo ora. L'immenso sistema crestale è altamente craterizzato, il che indica che è molto antico. Le foto sono attualmente allo studio presso gli scienziati della NASA e per ora non è stata annunciata nessuna ipotesi certa riguardo alla sua origine. Potrebbe essere nata al momento della sua formazione quando la luna ruotava molto più velocemente,[13] oppure potrebbe essersi formata da materiale fuoriuscito in superficie dal sottosuolo e poi solidifcatosi, o ancora, potrebbe essere materiale depositato da un anello o da un'altra luna.[3][14]

Le fotografie della Cassini rivelarono anche la presenza di vasti crateri d'impatto nella regione oscura, di cui tre superano addirittura i 350 km di diametro. Il più grande possiede un diametro maggiore di 500 km. L'orlo del cratere è estremamente ripido e parte della scarpata supera i 15 km d'altezza.

Giapeto nella finzione[modifica | modifica wikitesto]

  • Nel romanzo di Arthur C. Clarke 2001: Odissea nello spazio (1968), l'astronauta Dave Bowman scopre un enigmatico monolito alieno su Giapeto. Un enorme cerchio nero è stato dipinto sulla superficie della luna, e il monolito occupa un cerchio bianco, più piccolo, al centro. Quando, diciotto anni più tardi, il Voyager II incontrò Giapeto, fotografò davvero un'enorme regione circolare nera con all'interno una regione più chiara. Clarke raccontò che Carl Sagan che era nel team del Voyager II, gli spedì una fotografia, con la nota "Pensando a te..."
  • Nel romanzo futuristico di Kim Stanley Robinson The Memory of Whiteness, Giapeto è popolato dai discendenti dei coloni sovietici, che mantengono un sistema politico comunista.
  • Nel romanzo di Jack McDevitt Il sonno degli Dei (The engines of God), nel prologo viene descritto il primo manufatto alieno scoperto dall'Umanità, una statua di ghiaccio scoperta su Giapeto e rappresentante un alieno di una razza che si scoprirà in seguito estinta da tempo.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c d e f Iapetus: Overview, NASA. URL consultato il 12 agosto 2014.
  2. ^ Planetary Satellite Physical Parameters, NASA. URL consultato il 12 agosto 2014.
  3. ^ a b c d Nola Taylor Redd, Iapetus: Saturn's Yin-Yang Moon, Space.com, 18 aprile 2013. URL consultato il 12 agosto 2014.
  4. ^ Kelly Beatty, Iapetus Yields Dark Secrets, Sky & Telescope, ottobre 2007. URL consultato il 12 agosto 2014.
  5. ^ Iapetus - Voyager 2. URL consultato il 12 agosto 2014.
  6. ^ T. Denk et al., Iapetus: Unique Surface Properties and a Global Color Dichotomy from Cassini Imaging in Science (AAAS), vol. 327, nº 5964, 2010, pp. 435–439, DOI:10.1126/science.1177088.
  7. ^ Scoperto un anello gigante attorno a Saturno. URL consultato il 4 dicembre 2009.
  8. ^ Rachel Courtland et al., Largest ring in solar system found around Saturn, New Scientist, ottobre 2009. URL consultato il 12 agosto 2014.
  9. ^ Giapeto, le prime foto dalla luna di Saturno: I misteri del satellite dalle mille vette, settembre 2007. URL consultato il 12 agosto 2014.
  10. ^ Roatsch et al., Cartographic Mapping of the Icy Satellites Using ISS and VIMS Data in Saturn from Cassini-Huygens, 2009, pp. 763–781, DOI:10.1007/978-1-4020-9217-6_24.
  11. ^ (EN) Idiosyncratic Iapetus: Saturnian Moon Puts a Time Stamp on the Outer Solar System, agosto 2007. URL consultato il 12 agosto 2014.
  12. ^ (EN) Mystery of Saturn's Walnut Moon Cracked?, aprile 2012. URL consultato il 12 agosto 2014.
  13. ^ Richard A. Kerr, How Saturn's Icy Moons Get a (Geologic) Life in Science, vol. 311, nº 5757, 2006, p. 29 doi=10.1126/science.311.5757.29.
  14. ^ On a ring origin of the equatorial ridge of Iapetus in Geophysical Research Letters, agosto 2006, DOI:10.1029/2005GL025386.

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Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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