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Nelle Mémories de l’Académie des Sciences dell’anno 1715, Giacomo Filippo Maraldi ricordò le osservazioni di Cassini (suo zio) e l’ipotesi secondo cui gli anelli potevano essere costituiti di molte particelle; la divisione di Cassini sarebbe stata un piccolo spazio vuoto fra due anelli complanari {A-0006.1715_.0000.17410000-0011_0023m} p. 13-14 ➤ .

Nell’aprile 1718 James Pound pubblicò su Philosophical Transactions (vol. 30, no. 355, gennaio-aprile 1718) i risultati delle osservazioni compiute con una lente da 123 piedi e 6 pollici di apertura fornita alla Royal Society da Huygens. La sua memoria contiene una frase importante {A-0002.0030_.0355.17180500-0768_0774} p. 773 ➤ : Nella parte luminosa di ogni ansa c’era una ellisse scura più vicina all’esterno che all’interno dell’anello, come se fosse composto da due anelli uno vicino all’altro. Questa probabilmente fu la prima menzione di una suddivisione dell’anello esterno.

Successivamente John Hadley usò un riflettore newtoniano da 5.5 piedi e il 6 aprile 1721 presentò una relazione alla Royal Society, riassunta in Philosophical Transactions (vol. 32, no. 378, luglio-agosto 1723):

{A-0002.0032_.0378.17230900-0385_0386} p. 385 ➤ Osservando Saturno la scorsa primavera, in un tempo in cui il pianeta fu a circa 15 giorni dopo l’opposizione, egli vide l’ombra del pianeta proiettata sull’anello, e chiaramente scorse che l’anello era distinto in due parti, da una linea scura, concentrica alla circonferenza dell’anello. La parte esterna o superiore dell’anello sembrava essere più sottile della parte interna o inferiore, vicina al corpo, e la linea oscura, che le separava, era più forte vicino al corpo, e più debole nella parte esterna verso l’orlo superiore dell’anello. Entro l’anello scorse due bande, una delle quali attraversava Saturno vicino al suo bordo interno, e sembrava come l’ombra dell’anello sul corpo di Saturno; ma quando considerò la situazione del Sole, rispetto all’anello e a Saturno, trovò che la banda non poteva derivare da quella causa.

Anche Robert Smith nel libro “A compleat system of opticks” (1738) (vol II, no. 1332) scrisse di aver visto un fenomeno simile usando cannocchiali da 34 e 20 piedi, in diverse condizioni: chiaro di Luna, crepuscolo, notte oscura. Lalande nella sua “Astronomie” (Thome III, II ed., 1771) scrisse:

{B-0111.03_.1771} p. 440 ➤ … la parte dell’anello che è la più vicina a Saturno, è più luminosa delle parti lontane. M. Cassini osservò che la larghezza dell’anello era divisa in due parti uguali, da un tratto oscuro la cui curvatura era la stessa di quella dell’anello; ma M. Short con il suo grande telescopio di 12 piedi, vi ha osservato dei fenomeni ancora più singolari (3228)….
(3228) Lo spessore delle anse A, B, è diviso in due; la parte interna A sembrava aver una luce continua senza interruzione; la parte esterna B è divisa da diverse linee che appaiono concentriche alla circonferenza dell’anello, e che fanno credere che ci siano vari anelli posti nello stesso piano; M. Hadley ne vide solo una con il suo telescopio da 5 ¼ piedi di fuoco (Phil. Trans. n°. 378. Abregé VI. 222); ma M. Short mi ha assicurato di averne viste diverse; queste differenti linee nere che distinguono gli strati dell’anello nella parte B, si avvicinano e si confondono verso verso i punti C e E, perchè l’anello lì è troppo sottile, a causa dell’obliquità dell’occhio.

Pierre Simon de Laplace non dubitò di queste osservazioni, e le usò per elaborare la sua “Mémoire sur la théorie de l’anneau de Saturne” [Histoire de l’Académie royale des Sciences, 1787 (1789), {bg} p. 249 e segg. [[367]]]

{A-0006.1787_.0000.17890000-0249_0267m} p. 249 ➤ M. de Cassini osservò poi che l’anello nella sua larghezza è diviso in due parti quasi uguali, da una banda oscura d’una curvatura simile a quella dell’anello. Infine M. Short, con un potente telescopio, scorse diverse bande concentriche alla sua circonferenza. Queste osservazioni non permettono di dubitare che l’anello di Saturno sia formato di vari anelli situati pù o meno nello stesso piano; esse danno luogo di credere che dei telescopi più potenti vi farebbero scorgere un più grande numero di anelli.

In breve, Laplace suppose che l’anello fosse costituito da numerosissimi anellini sottili vicini fra loro. Perchè potessero rimanere stabili, tali anellini dovevano essere di larghezza non uniforme, in modo da oscillare rispetto al centro del pianeta, mentre ruotavano attorno al loro centro geometrico [si pensi al movimento degli anelli dell’hula-hoop tanto di moda negli anni’ 60]. Le oscillazioni radiali degli anelli potevano spiegare fenomeni come eccentricità, differenze di luminosità, divisioni di larghezza uniforme e non sempre visibili.

Herschel rimase molto scettico sull’argomento, perchè disponeva dei grandi strumenti a cui aveva accennato Laplace, ma non aveva visto i suoi anellini. In Philosophical Transactions, 80, Part I (1790), {A-0002.0080a.0000.17900000-0001_0020} p. 3 scrisse ➤: nè è l’anello suddiviso da molte di tali linee, come è stato rappresentato da diversi trattati di astronomia; ma c’è una singola linea, cintura o zona nera, considerevolmente larga, sull’anello, che io ho sempre permanentemente trovato nella posizione che mostra la mia figura.
In un’altra memoria [Philosophical Transactions, 82, Part I (1792), {A-0002.0082a.0000.17920000-0001_0022} p. 8 ➤  trovò alcune sue osservazioni di altre divisioni.

19.6.1780 Vidi una seconda linea nera sull’anello di Saturno, vicina al bordo interno, sul braccio precedente dell’anello. Vedi Fig.1 Tab. I
20.6.1780 Vidi la stessa doppia linea sulla parte precedente dell’anello.
21.6.1780 Vidi la seconda linea nera sull’anello di Saturno. È più vicina all’interno che l’altra all’esterno; ma è visibile solo nella parte precedente dell’anello. Vedi fig. 2.
26.6.1780 La seconda linea nera, sulla parte precedente dell’anello di Saturno, è visibile.
29.6.1780 Vidi solo una linea nera sull’anello. Vedi fig. 3
21.11.1791 Non c’è altra divisione nera visibile sull’anello di Saturno oltre a quella vicina al bordo esterno.

Le linee osservate da Herschel non erano nell’anello esterno! Riguardo alle osservazioni di Short, commentò: … è ben noto che molti telescopi danno immagini doppie e tremolanti, e che specialmente quelli che hanno grandi aperture sono soggetti a tremori, che moltiplicano le piccole linee.

In Memoirs of the Royal Astronomical Society, 4, part II (1831) c’è una memoria letta il 14 maggio 1830 davanti alla Royal Astronomical Society dal Capitano Henry Kater, Vicepresidente e Tesoriere della Royal Society: “On an Appearance of Divisions in the exterior Ring of Saturn.” Le osservazioni furono compiute nel 1825 e 1826; per anni Kater cercò di verificarle prima di pubblicarle ma alla fine, ostacolato da problemi di salute e dalle rare occasioni favorevoli di osservazione, si decise a renderle pubbliche. Il capitano aveva usato due riflettori newtoniani, uno di Watson (1 m di focale e 16 cm di apertura), e uno di Dollond (1.7 m di focale e 17 cm di apertura). Il 17 dicembre 1825 scrisse nel suo giornale di osservazioni:

{A-0009.0004b.0000.18310000-0383_0390} p. 384 ➤  17 Dic.  – La sera è stata estremamente buona; nessun vento, ed una leggerissima nebbia, che è sempre favorevole per una visione distinta. Entrambe i telescopi erano in eccellente ordine. Con il newtoniano di Dollond percepii l’anello esterno di Saturno essere più scuro dell’anello interno, e vidi la divisione dell’anello tutt’attorno con perfetta distinzione; ma con il newtoniano di Watson, immaginai di vedere l’anello esterno separato da numerose divisioni oscure, estremamente vicine, una più forte del resto dividendo l’anello circa equamente. Questo fu visto con il mio più perfetto oculare semplice, ingrandimento circa 280. Ho poco dubbio, dal più accurato esame di alcune ore, che che quello che è stato considerato come l’anello più esterno di Saturno consista di vari anelli. L’anello interno decisamente non ha tale aspetto; ed è visibile solo nel newtoniano di Watson. Tentai l’effetto di diminuire l’apertura del newtoniano di Watson un poco; ma non fu minimamente migliorato da questo.

Nella memoria, Kater diede ulteriori informazioni su quella serata. Lui fece questo disegno:

Un suo amico, che era presente, fece questo:

Una terza persona, che non era molto pratica di osservazioni telescopiche, descrisse una sola linea, come in questa figura:

Quest’ultima persona aveva una vista molto debole, e non aveva variato l’accomodazione dell’oculare. Kater trovò nelle sue note altre due indicazioni delle divisioni:

{A-0009.0004b.0000.18310000-0383_0390} p. 384 ➤  16 gennaio 1826. Penso di aver percepito l’anello esterno composto di vari anelli, come menzionato prima; ma non fu così distinto come con il piccolo newtoniano, il 17 dicembre.
17 gennaio 1826. L’anello esterno apparve fatto di vari anelli, ma non segnati tanto distintamente da consentirmi di dirlo positivamente.

Kater cercò conferme negli altri autori. {A-0009.0004b.0000.18310000-0383_0390} p. 386 ➤ Nel secondo volume dell’”Astronomy” di Ferguson, riveduta da Brewster: Mr. Short ci assicura che, con un eccellente telescopio, osservò la superficie dell’anello divisa da vari anelli concentrici scuri, il che sembra indicare un numero di anelli proporzionale al numero di linee scure che percepì . Delambre, “Abrégé d’Astronomie” (1813), {B-0379.00_.1813} p. 485 ➤: Short aveva creduto che l’anello fosse quadruplo, cioè composto di quattro anelli situati nello stesso piano. Ancora Biot, “Traité Elémentaire d’Astronomie Physique”, vol. 3:

{B-0380.03_.1811} p. 95 ➤ Osservando l’anello con degli eccellenti cannocchiali, si riconoscono sulla sua superficie delle linee concentriche, nere ed estremamente delineate, che sembrano separarlo in altrettante circonferenze parallele. Ci sarebbero dunque così diversi anelli distinti e separati gli uni dagli altri. Occorrono dei cannocchiali estremamente perfetti per percepire questa separazione. Negli altri, l’irradiazione, estendendo un po’ lo spazio occupato da ciascun anello, fa sparire gli intervalli che li separano, e li riunisce in uno solo.

Nel 1823 l’astronomo e matematico belga Lambert Quételet fu inviato all’Osservatorio di Parigi per istruirsi riguardo al progetto di fondare un Osservatorio Nazionale in Belgio. Usando un rifrattore acromatico Cauchoix da 10 pollici, nel dicembre di quell’anno ebbe l’impressione che l’anello A fosse diviso in due parti. In seguito, trovandosi in Inghilterra, lo riferì a Kater, che gli aveva parlato delle sue osservazioni di Saturno; aggiunse che, il giorno dopo l’osservazione di Parigi, ne aveva parlato con Laplace, che commentò: questa, o anche più divisioni, sono conformi al sistema del mondo.

Conoscendo il parere di William Herschel, all’inizio del 1826 Kater discusse le sue osservazioni con John Herschel; questi, usando il telescopio da 20 piedi del padre, non riuscì a vedere le piccole divisioni. Ne parlò con Wilhelm Struve, che poi pubblicò “Micrometrical Observations of the Planet Saturn, made with Fraunhofer’s large Refractor, at Dorpat”, Memoirs of the Royal Astronomical Society, 2, pp. 513-521 (1826). Ecco il parere di W. Struve:

Riguardo alla divisione dell’anello in tante parti, non ne ho notato traccia. È notevole che l’anello esterno sia molto meno brillante dell’interno. L’interno, altresì, verso il pianeta, sembra limitato in modo meno distinto, e diventare più debole, sicchè sono incline a pensare che l’anello interno sia meno regolare degli altri.

Rivedendo i suoi appunti, Kater trovò anche in essi delle incongruenze. Il 25 novembre 1825 aveva scritto: Posso quasi dire di aver visto Saturno per la prima volta questa notte; perché non avevo mai visto questo pianeta così bene {A-0009.0004b.0000.18310000-0383_0390} p. 384 ➤. Eppure, quella notte descrisse solo un doppio anello. Il 22 gennaio 1828 scrisse:

{A-0009.0004b.0000.18310000-0383_0390} p. 385 ➤ La sera fu notevolmente buona; e dopo che la Luna fu tramontata, esaminai Saturno per alcune ore con il newtoniano di Dollond. La separazione dell’anello doppio potè essere seguita finché arrivò dietro al corpo del pianeta. La cintura quintupla [di Saturno] fu pure vista distintamente, e l’ombra, di giallo più scuro, del bordo interno dell’anello interno; ma non potei percepire alcuna traccia delle divisioni dell’anello esterno. Sono, quindi, sempre più persuaso che esse non siano permanenti.

Kater cercò di spiegare perchè le altre divisioni apparissero solo raramente:

{A-0009.0004b.0000.18310000-0383_0390} p. 389 ➤ E stato notato da Sir William Herschel, da M. Struve, e dalla maggior parte delle persone che hanno osservato Saturno, che l’anello esterno è molto meno brillante di quello interno. Non può essere che questa luce dell’anello esterno derivi dal fatto che esso ha un’atmosfera molto densa? e non può essere che questa atmosfera in certi stati ammetta che si possano vedere le divisioni dell’anello esterno, mentre, in altre circostanze, essi rimangono invisibili? Rispetto alla forma del bordo dell’anello interno di Saturno, vicino al pianeta, l’aspetto in favorevoli circostanze è tale da non lasciare dubbio nella mia mente che sia arrotondato.