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Saturno
Imagem de Saturno com o seu sistema de anéis capturada pela sonda orbital NASA – Cassini Orbiter (PIA 06193).
Saturno – O senhor dos anéis!
Saturno é o segundo maior planeta do sistema solar. Conhecido pelo gigantesco sistema de anéis que o rodeia, é talvez o planeta mais espetacular quando observado ao telescópio. Apesar da sua grande dimensão, é consideravelmente menos massivo que o planeta Júpiter. Por este motivo a sua densidade é tão baixa que, se houvesse um gigantesco oceano de água onde pudéssemos mergulhar Saturno, este flutuaria!
À semelhança de Júpiter, Saturno é também um planeta gasoso, composto maioritariamente por Hidrogénio e Hélio. Os anéis que o rodeiam são compostos essencialmente por gelos e rochas, o diâmetro do sistema de aneis ronda os 282 000 km e possuem uma espessura média de 10 metros. Saturno é, tal como Júpiter, um pequeno sistema solar, com as suas 146 luas conhecidas. Destas luas, Titã é a maior e possui uma atmosfera rica em nitrogénio e na sua superfície escorre e formam-se lagos de metano liquido.
Todos os anos, dado o movimento dos planetas em torno do Sol, há um dia em que Saturno, Terra e Sol estão alinhados, a este dia chamamos a Oposição de Saturno e marca o dia em que Terra e Saturno estão no seu ponto de aproximação máxima, a distância que os separa é pouco mais de 1 295 milhões de quilómetros. O dia da Oposição de Saturno é 8 de setembro 2024. Em 2025 será a 21 de setembro.
Descoberta e observações de Saturno
Ao contrário de Júpiter, Saturno não se destaca muito no céu, sendo mais difuso que algumas das estrelas mais brilhantes. Apesar disto, o seu movimento ao longo da esfera celeste é relativamente simples de observar de mês para mês. Como os planetas orbitam em torno do Sol, o seu movimento leva a que o planeta se desloque no céu de dia para dia. Quanto mais próximo estiver o planeta da Terra mais depressa se desloca na esfera celeste. Saturno está perto o suficiente e é brilhante o suficiente para se observar este movimento directamente. Por causa disto, várias civilizações antigas como os Babilónios, Egípcios e Gregos possuem algum registo de Saturno quer nos seus monumentos ou manuscritos. Para os Gregos o astro no céu representava Kronos, o pai do deus Zeus. Para os romanos era Saturno o pai do deus Júpiter.
Galileo Galilei e os braços de Saturno
A 25 de Julho de 1610 Galileo Galilei foi a primeira pessoa na Terra a observar Saturno através de um telescópio. Numa carta escrita ao Grão-Duque da Toscana, Galileo descreve a sua observação de Saturno.
Nas sua primeira observação de Saturno, Galileo interpretou a imagem dos anéis como três corpos”colados” lado a lado com o maior no centro. Esta observação foi contestada pelo Padre Cristovão Clávio, personalidade por quem Galileo tinha enorme admiração e respeito e que curiosamente foi estudante da Universidade de Coimbra, numa carta a Galileo datada a 17 de dezembro de 1610 descreveu que Saturno parecia oblongo e que não tinha observado o que Galileo tinha descrito como três corpos lado a lado. Galileo e Clávio chegaram a encontrar-se para debater estas observações dispares.
Ilustrações de Saturno por Galileo (1610 em cima e 1616 em baixo).
Dois anos depois em 1612 Galileo observou novamente Saturno e para sua surpresa não encontrou os três corpos, apenas um, algo que o deixou confuso. A observação deve-se ao facto de que por esta altura os anéis encontravam-se de perfil e consequentemente não eram visíveis através do seu pequeno telescópio (este fenómeno é explicado mais a baixo). Em 1614 e 1616, Galileo volta a observar Saturno e, com os anéis são novamente visíveis, Galileo volta a alterar as suas interpretações, algo que lhe gerou grande confusão e que o levou a concluir que Saturno tinha “braços”.
Foi Christiaan Hyugens quem resolveu o mistério dos “braços” de Saturno. Graças a telescópios com uma óptica mais precisa e refinada, Hyugens deduziu que os “braços” observados por Galileo eram de facto um sistema de anéis em redor de Saturno.
Uns anos após as descobertas de Hyugens, o astrónomo Franco-Italiano Jean-Dominique Cassini descobriu uma pequena separação nos anéis de Saturno que dividia a estrutura em duas partes distintas. Esta separação ficou conhecida como a “Divisão de Cassini”.
O sistema de anéis tem um diâmetro de aproximadamente 180 000 km. Os anéis são compostos maioritariamente por gelo, desde pequenos grãos a blocos gigantescos. Dados da sonda Cassini indicam que o anéis poderam ter-se formado entre 10 a 100 milhões de anos no passado. Os anéis têm vindo a perder massa ao longo do tempo e é possível que dentro de 300 milhões do anos já não existam (aproveite enquanto pode).
Os anéis de Saturno
Imagem panorâmica dos aneis de Saturno onde se observam centenas de divisões ao longo dos anéis. Capturada pela sonda orbital NASA – Cassini Orbiter (PIA 07872).
Uma das hipóteses, elaborada por Édouard Roche, para explicar a formação dos anéis expõe que há muito tempo atrás uma das luas de Saturno aproximou-se demasiado do planeta e ultrapassou o que se designa como o Limite de Roche, ao passar esta fronteira a lua fragmentou-se e os seus detritos compoem hoje o material encontrado na região interna dos anéis. Um artigo publicado em setembro de 2022 analisou a dinâmica dos anéis e suporta a hipotese apresentada por Roche no século XIX.
O que é o “Limite de Roche”?
Considere a nossa Lua. A Terra exerce uma força maior na superfície da Lua que está virada para a Terra do que no lado oposto, porquê? Relembremos-nos que a força gravitacional depende da distância, aliás, é inversamente proporcional ao quadrado da distância, quanto mais longe está da Terra menor é a força da Terra sobre si. Ora, o lado da Lua que está virado para nós está mais perto do que o lado que está virado para o espaço, a distância que os separa é o raio da própria Lua. Se a Lua se aproxima da Terra e ultrapassa o Limite de Roche, ou seja, a distância Terra Lua diminui para menos de 19 900 km o as forças gravitacionais da Terra exercidas na Lua superam a coesão gravitacional da Lua e esta desintegra-se. A distância de 19 900 km é específica para o sistema Terra-Lua, outros sistemas terão outros valores. O Limite de Roche depende do raio do primeiro corpo (neste caso a Terra) e da proporção das densidades dos corpos (Terra-Lua).
É importante salientar que a origem e evolução dos anéis ainda hoje é tema de intenso estudo e debate.
A inclinação dos anéis de Saturno
Os anéis de Satuno estão alinhados com o plano equatorial do planeta, porém, o eixo de rotação de Saturno possui uma inclinação de 27º. Por causa disto, a cada 13-15 anos o nosso planeta interceta o plano orbital dos anéis o que faz com que, em determinadas alturas, observações do planeta feitas a partir da Terra apanhem os anéis de perfil. A próxima passagem está prevista para o dia 23 de março de 2025. Consequentemente, ao longo de 2025, Saturno terá os seus anéis de perfil tornando a sua observação quase impossível através de telescópios pequenos. Em 2026 já começamos a ver os anéis como deve ser e em 2031, 2032 e 2033 teremos novamente uma execelente visão do sistema de anéis e do polo Sul do planeta.
Foi este factor que causou grande confusão nas observações de Galieo. Em 1610 Saturno teria os anéis bem vísiveis mas em 1612, quando Galileo observa Saturno novamente, os anéis encontravam-se de perfil porque a órbita da Terra estava a interceptar o plano equatorial de Saturno. Em 1614 e 1616 os anéis estão de volta e Galileo, como é normal tendo em conta o conhecimento da altura, não tinha explicação.
A atmosfera de Saturno
A atmosfera de Saturno é composta por maioritáriamente Hidrogénio (75%) e Hélio (25%). Os ventos na região equatorial atingem velocidades perto dos 1800 km/h. O tom beje de Saturno deve-se a nuvens de amónia a uma temperatura de aproximadamente -250º. Apesar disto, o que torna a atmosfera de Saturno tão interessante é o que se passa no polo norte do planeta!
Júpiter tem uma mancha mas Saturno tem um hexágono!
Apesar de não ser visivel ao telescópio, esta é sem dúvida uma das estruturas mais fascinantes de Saturno.
Imagem do grande hexágono no polo norte de Saturno, capturada pela sonda orbital NASA – Cassini Orbiter (PIA 21327).
Trata-se de uma estrutura de nuvens com padrão hexagonal com uma largura de 30 000km. No centro está um furacão, centrado no polo que, em conjunto com o hexagono roda no sentido anti-horário. A estrutura hexagonal forma-se devido ás propriedades do gás e ás velocidades das correntes de jato na região do polo norte do planeta. Apesar de conseguirmos replicar estruturas semelhantes em laboratório, um dos principais mistérios é o mecanismo que sustenta esta formação de nuvens ao longo de tanto tempo. Furacões na Terra tendem a durar semanas, o hexagono já tem decadas de história registada e a sua origem pode datar séculos.
Saturno no Observatório do Lago Alqueva
Imagem de Saturno capturada no Observatório do Lago Alqueva em setembro de 2023 através dos telescópios usados nas sessões de Observação Astronómica.
O que posso ver no Observatório do Lago Alqueva?
Saturno, em conjunto com Júpiter, é sem dúvida um dos melhores objectos no céu para observar através de um telescópio. Se as condições atmosféricas o permitirem conseguimos observar a superfície de Satuno com bom detalhe ao mesmo tempo que se observa o sistema de anéis em torno do planeta com excelente nitidez. Quanto melhor forem as condições maior será a nitidez da “Divisão de Cassini”. Ao todo podemos ver:
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Algum mas não muito detalhe nas nuvens da atmosfera de Saturno
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Algumas das maiores luas de Saturno, nomeadamente Titã.
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O maravilhoso sistema de anéis!!!!
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Com condições atmosféricas “decentes” observa-se facilmente a divisão de Cassini.
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Com condições atmosférias fantásticas observa-se a divisão de Encke.
A estabilidade atmosférica em conjunto com a altura do planeta no céu são os dois factores cruciais para obter uma imagem nÍtida do Saturno. Os anéis são sempre visíveis independentemente dos factores, o detalhe observavél dentro dos anéis é que já depende mais da posição do planeta e da estabilidade da atmosfera.
Quando é a melhor altura para ver Saturno?
Saturno começa a aparecer em finais de julho de 2024 e permanecerá no céu e visível nas sessões de Observação Astronómica até finais de janeiro 2025.
Para se obter uma boa imagem ao telescópio é crucial observar o planeta quando ele esta bem alto no céu. Quanto mais alto melhor e quanto mais frio melhor.
A melhor altura para observar Saturno no Observatório do Lago Alqueva nas sessões de Observação Astronómica é ao longo dos meses de outubro, novembro e dezembro. Em outubro recomendamos a segunda sessão da noite enquanto que em novembro e dezembro recomendamos a primeira sessão.
Em 2025, apesar de ainda estar visível, em janeiro durante primeira sessão da noite, Saturno estará desaparecido do céu nocturno até reaparecer em inícios de Agosto durante as sessões de Observação Astronómica.
Pode consultar a nossa página de Observação Astronómica para mais informações.