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Scienze della terra Slide n.40 IV Liceo tecnologico Prof.Creatini Marco IISS Mattei – Rosignano S. (LI) Plutone visto da HST.

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1 Scienze della terra Slide n.40 IV Liceo tecnologico Prof.Creatini Marco IISS Mattei – Rosignano S. (LI) Plutone visto da HST

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3 Plutone è un pianeta nano orbitante nelle regioni periferiche del sistema solare, con un'orbita eccentrica a cavallo dell'orbita di Nettuno; fu scoperto nel 1930 da Clyde Tombaugh e inizialmente classificato come il nono pianeta. Il nuovo corpo celeste venne battezzato in onore di Plutone, divinità romana dell'Oltretomba; le prime lettere del nome, PL, sono anche le iniziali dell'eminente astronomo Percival Lowell che per primo ne postulò l'esistenza. Il suo simbolo astronomico è la versione stilizzata delle iniziali di Lowell ( ) Il nuovo corpo celeste venne battezzato in onore di Plutone, divinità romana dell'Oltretomba; le prime lettere del nome, PL, sono anche le iniziali dell'eminente astronomo Percival Lowell che per primo ne postulò l'esistenza. Il suo simbolo astronomico è la versione stilizzata delle iniziali di Lowell ( ) Plutone è stato assunto quale elemento di riferimento della classe dei pianeti nani trans-nettuniani, denominati ufficialmente plutoidi dalla Unione Astronomica Internazionale.

4 Plutone è l'ultimo pianeta del Sistema Solare ed è anche il più piccolo. Esso si muove attorno al Sole lungo un'orbita molto ellittica. Quando si trova alla massima distanza dal Sole, dista da esso ben 52 volte più della Terra. Quando invece si trova nel punto più vicino, si trova a sole 30 volte la distanza Terra-Sole. Fino al 24 agosto 2006 Plutone è stato il nono pianeta del Sistema Solare, poi è stato "declassato" a nano pianeta in quanto "non ha raccolto in sé tutto il materiale vicino alla sua orbita" Plutone è l'ultimo pianeta del Sistema Solare ed è anche il più piccolo. Esso si muove attorno al Sole lungo un'orbita molto ellittica. Quando si trova alla massima distanza dal Sole, dista da esso ben 52 volte più della Terra. Quando invece si trova nel punto più vicino, si trova a sole 30 volte la distanza Terra-Sole. Fino al 24 agosto 2006 Plutone è stato il nono pianeta del Sistema Solare, poi è stato "declassato" a nano pianeta in quanto "non ha raccolto in sé tutto il materiale vicino alla sua orbita" Caratteristiche

5 I Nanopianeti sono una nuova categoria di corpi del Sistema Solare creata il 24 agosto 2006 a Praga, dall'assemblea generale dell'IAU. Tale categoria si differenzia sia dai pianeti che dai corpi minori del Sistema Solare di cui fanno parte anche gli asteroidi, le comete e i meteoriti. Con Plutone e Caronte alla fine del 2007 erano noti nove Nanopianeti: Cerere, Eris, Varuna, Quaoar, Orco, Sedna, Haumea e Makema ke. I Nanopianeti sono una nuova categoria di corpi del Sistema Solare creata il 24 agosto 2006 a Praga, dall'assemblea generale dell'IAU. Tale categoria si differenzia sia dai pianeti che dai corpi minori del Sistema Solare di cui fanno parte anche gli asteroidi, le comete e i meteoriti. Con Plutone e Caronte alla fine del 2007 erano noti nove Nanopianeti: Cerere, Eris, Varuna, Quaoar, Orco, Sedna, Haumea e Makema ke. I Nanopianeti Sedna CerereVarunaQuaoar

6 DATI FISICI Massa (g) 1.290×10 25 Massa (Terra = 1) Raggio equatoriale (km) Raggio equatoriale (Terra = 1) Densità media (g/cm 3 ) 1.83 Densità media (Terra = 1) Volume (Terra = 1) Accelerazione di gravità (m/sec 2 ) 0.4 Accelerazione di gravità (Terra = 1) 0.04 Velocità di fuga (km/sec) 1.22 Periodo di rotazione 6gg 9h 17m Temperatura superficiale /-238 Albedo * 0.30 Numero dei satelliti Albedo

7 Lalbedo L'albedo (dal latino albēdo, "bianchezza", da album, "bianco") di una superficie è la frazione di luce che viene riflessa indietro in tutte le direzioni. Essa indica dunque il potere riflettente di una superficie. L'esatto valore della frazione dipende, per lo stesso materiale, dalla lunghezza d'onda della radiazione considerata. Se la parola albedo viene usata senza ulteriori specifiche, si intende riguardare la luce visibile. L'albedo (dal latino albēdo, "bianchezza", da album, "bianco") di una superficie è la frazione di luce che viene riflessa indietro in tutte le direzioni. Essa indica dunque il potere riflettente di una superficie. L'esatto valore della frazione dipende, per lo stesso materiale, dalla lunghezza d'onda della radiazione considerata. Se la parola albedo viene usata senza ulteriori specifiche, si intende riguardare la luce visibile. L'albedo massima è 1, quando tutta la luce incidente viene riflessa. L'albedo minima è 0, quando nessuna frazione della luce viene riflessa. In termini di luce visibile, il primo caso è quello di un oggetto perfettamente bianco, l'altro di un oggetto perfettamente nero. Valori intermedi significano situazioni intermedie.

8 PARAMETRI ORBITALI Distanza dal Sole (U.A.) Distanza dal Sole (km) Periodo di rivoluzione (anni) Periodo di rivoluzione (giorni) Eccentricità Inclinazione orbita su eclittica 17° circa Inclinazione asse su perp. orbita 122° circa Velocità orbitale media (km/sec) 4.74 Scopritori Tombaugh (1930)

9 La scoperta di Plutone è da considerarsi oggi più il frutto di un "caso" che dell'accurata analisi di Percival Lowell e William Henry Pickering, che ne ipotizzarono l'esistenza sulla base delle piccole perturbazioni osservate nelle orbite di Urano e Nettuno. La scoperta di Plutone è da considerarsi oggi più il frutto di un "caso" che dell'accurata analisi di Percival Lowell e William Henry Pickering, che ne ipotizzarono l'esistenza sulla base delle piccole perturbazioni osservate nelle orbite di Urano e Nettuno. Storia delle Osservazioni Lowell Pickering

10 Losservatorio Lowell si trova a Flagstaff, in Arizona. È uno dei più antichi osservatori degli Stati Uniti e dal 1965 è nella lista dei monumenti storici nazionali. È stato fondato nel 1894 dallastronomo Percival Lowell. Plutone fu scoperto il 18 febbraio 1930 da C. Tombaugh grazie al nuovo telescopio a grande campo dell'Osservatorio Lowell, in Arizona. Poiché si trovava nella posizione prevista dai calcoli si pensò di avere trovato il corpo perturbatore, ma col passare degli anni la stima della massa di Plutone si è andata riducendo sempre più, ciò ha fatto supporre l'esistenza di un ulteriore corpo, il pianeta X, di massa comparabile con quella terrestre, situato in un orbita molto esterna a Plutone che giustificasse le discrepanze orbitali rilevate a suo tempo da Lowell. Plutone fu scoperto il 18 febbraio 1930 da C. Tombaugh grazie al nuovo telescopio a grande campo dell'Osservatorio Lowell, in Arizona. Poiché si trovava nella posizione prevista dai calcoli si pensò di avere trovato il corpo perturbatore, ma col passare degli anni la stima della massa di Plutone si è andata riducendo sempre più, ciò ha fatto supporre l'esistenza di un ulteriore corpo, il pianeta X, di massa comparabile con quella terrestre, situato in un orbita molto esterna a Plutone che giustificasse le discrepanze orbitali rilevate a suo tempo da Lowell. Osservatorio Lowell Clyde Tombaugh

11 La questione fu risolta solo nel 1989, quando l'analisi dei dati della sonda Voyager 2 rivelò che le misure della massa di Urano e Nettuno comunemente accettate in precedenza erano lievemente sbagliate. Le orbite calcolate con le nuove masse non mostravano alcuna anomalia, il che escludeva categoricamente la presenza di qualunque pianeta più esterno di Nettuno con una massa elevata. La questione fu risolta solo nel 1989, quando l'analisi dei dati della sonda Voyager 2 rivelò che le misure della massa di Urano e Nettuno comunemente accettate in precedenza erano lievemente sbagliate. Le orbite calcolate con le nuove masse non mostravano alcuna anomalia, il che escludeva categoricamente la presenza di qualunque pianeta più esterno di Nettuno con una massa elevata. La scoperta di Plutone fu in definitiva casuale, trovandosi il pianeta al posto giusto nel momento giusto mentre si dava la caccia a qualcos'altro.

12 Atmosfera Nel giugno del 1988 Plutone è transitato davanti ad una stella ed è proprio grazie a questo fenomeno particolare che abbiamo acquisito nuovi elementi circa la composizione della sua atmosfera. Nel giugno del 1988 Plutone è transitato davanti ad una stella ed è proprio grazie a questo fenomeno particolare che abbiamo acquisito nuovi elementi circa la composizione della sua atmosfera. Il sistema di Plutone non è mai stato visitato da alcuna sonda spaziale, e pertanto molte misurazioni relative alla sua natura fisica sono approssimative e non confermate.

13 Durante l'occultazione la luminosità stellare ha subito un decremento progressivo dovuto ad un assorbimento e ad una rifrazione da parte di una tenue atmosfera molto estesa (si pensa possa raggiungere i 300 km) di argon, azoto, monossido di carbonio e metano.

14 Si può dire che l'atmosfera è "ciclica" Quando il pianeta si avvicina al Sole il riscaldamento provoca la sublimazione di una parte della sua superficie, come avviene per le comete, in seguito, quando il pianeta si allontana dal Sole, l'atmosfera viene in parte dispersa nello spazio e in parte congela, ridepositandosi sulla superficie.

15 Si spera di ricevere maggiori informazioni sul atmosfera di Plutone quando la sonda New Horizons giungerà in prossimità del sistema Plutone-Caronte, nel Si spera di ricevere maggiori informazioni sul atmosfera di Plutone quando la sonda New Horizons giungerà in prossimità del sistema Plutone-Caronte, nel Sonda New Horizons

16 New Horizons New Horizons è stata lanciata allinizio del 2006 ed è in viaggio per un rendez-vous con Plutone in programma per luglio 2015, il primario obiettivo dopo oltre nove anni e mezzo di viaggio. New Horizons è stata lanciata allinizio del 2006 ed è in viaggio per un rendez-vous con Plutone in programma per luglio 2015, il primario obiettivo dopo oltre nove anni e mezzo di viaggio. New Horizons detiene già il primato di veicolo spaziale più veloce mai lanciato, dopo aver coperto nel marzo scorso ben venti volte la distanza Terra- Sole (e dunque ben 20 UA, dove 1 UA equivale a circa chilometri), cioè pari approssimativamente ad un milione di chilometri al giorno. New Horizons detiene già il primato di veicolo spaziale più veloce mai lanciato, dopo aver coperto nel marzo scorso ben venti volte la distanza Terra- Sole (e dunque ben 20 UA, dove 1 UA equivale a circa chilometri), cioè pari approssimativamente ad un milione di chilometri al giorno.

17 La sonda è stata lanciata da Cape Canaveral, in Florida, il 19 gennaio 2006, dopo due precedenti tentativi andati male a causa di problemi legati alle condizioni atmosferiche. Il 19 gennaio 2011 è stato il giorno del suo compleanno: cinque anni di viaggio nello spazio. Il 18 marzo 2011 la sonda ha raggiunto lambito traguardo dellorbita di Urano, arrivando a 1,8 miliardi di chilometri dalla Terra. Nellottobre 2011 New Horizons si è guadagnata unapplicazione gratuita per iPhone e iPad che permette agli utenti di seguirlo nel suo lungo viaggio verso Plutone e oltre. Essa consente agli utenti di leggere le ultime notizie e vedere le immagini della missione. Sono pure forniti i dettagli sulla missione, la sonda e la strumentazione. Nellottobre 2011 New Horizons si è guadagnata unapplicazione gratuita per iPhone e iPad che permette agli utenti di seguirlo nel suo lungo viaggio verso Plutone e oltre. Essa consente agli utenti di leggere le ultime notizie e vedere le immagini della missione. Sono pure forniti i dettagli sulla missione, la sonda e la strumentazione.

18 La sonda New Horizons in unimmagine della NASA

19 Superficie Dalla sintesi di molte immagini prese dall'HST è stato ottenuto un planisfero computerizzato da cui Plutone risulta ricoperto di azoto, metano e monossido di carbonio ghiacciati, avendo una temperatura superficiale che si aggira probabilmente tra 40 °K e 60 °K. Dalla sintesi di molte immagini prese dall'HST è stato ottenuto un planisfero computerizzato da cui Plutone risulta ricoperto di azoto, metano e monossido di carbonio ghiacciati, avendo una temperatura superficiale che si aggira probabilmente tra 40 °K e 60 °K. Tali elementi dovrebbero essere distribuiti in maniera non uniforme, a causa delle sensibili variazioni di albedo riscontrate durante la rotazione del pianeta. Tali elementi dovrebbero essere distribuiti in maniera non uniforme, a causa delle sensibili variazioni di albedo riscontrate durante la rotazione del pianeta.

20 La superficie del nanopianeta presenta inoltre delle zone più scure, probabilmente formate da ghiaccio d'acqua sporco, e delle zone chiare, aree di azoto ghiacciato; ci sono anche zone di colore rossastro, come su Tritone, presenti un po' ovunque sulla superficie, dovute forse a metano ghiacciato mescolato ad altro materiale organico. Un enigma, che si spera la missione New Horizons possa risolvere, è la presenza di una macchia luminosa nella zona centrale del pianeta probabilmente composta da monossido di carbonio. Un enigma, che si spera la missione New Horizons possa risolvere, è la presenza di una macchia luminosa nella zona centrale del pianeta probabilmente composta da monossido di carbonio.

21 La composizione di Plutone è molto simile a quella dei corpi della fascia di Kuiper Alcuni ritengono infatti che Plutone, insieme a Caronte e a Tritone, fosse originariamente un corpo ghiacciato della fascia di Kuiper, poi catturato da Nettuno, che ne ha modificato l'orbita; questa ipotesi scarterebbe definitivamente l'idea che Plutone sia un antico satellite di Nettuno, sfuggito alla sua attrazione gravitazionale in seguito ad una collisione. Alcuni ritengono infatti che Plutone, insieme a Caronte e a Tritone, fosse originariamente un corpo ghiacciato della fascia di Kuiper, poi catturato da Nettuno, che ne ha modificato l'orbita; questa ipotesi scarterebbe definitivamente l'idea che Plutone sia un antico satellite di Nettuno, sfuggito alla sua attrazione gravitazionale in seguito ad una collisione.

22 Struttura Interna La densità media di Plutone suggerisce che il suo interno sia costituito da un miscuglio di materiali rocciosi e di ghiaccio d'acqua e di La densità media di Plutone suggerisce che il suo interno sia costituito da un miscuglio di materiali rocciosi e di ghiaccio d'acqua e di metano Atmosfera ghiacciata Acqua ghiacciata Rocce

23 La presenza del metano è stata dedotta dalle osservazioni sulla riflettività del suolo del pianeta a diverse lunghezze d'onda Le osservazioni del Telescopio Spaziale Hubble stabiliscono la densità di Plutone tra 1.8 e 2.1 g/cm3, composto dal 50-70% da rocce e dal 30-50% da ghiaccio.

24 Si presuppone che la struttura interna di Plutone sia differenziata Le rocce silicee, che costituiscono un nucleo molto denso sono sormontate da un mantello di ghiaccio. Il diametro del nucleo potrebbe aggirarsi tra i 1,700 km, il 70% del diametro di Plutone A causa delle bassissime temperature, -235 gradi, Plutone ha una densità pari a quella dell'acqua ed il mantello di ghiaccio non potrà mai trasformarsi in acqua liquida.

25 Satelliti Naturali Plutone possiede quattro satelliti naturali conosciuti: Caronte, scoperto il 22 giugno 1978 con il quale Plutone forma una sorta di sistema binario, e tre satelliti minori, Notte e Idra, scoperti nel maggio 2005, e P4 scoperto nel luglio 2011 Plutone possiede quattro satelliti naturali conosciuti: Caronte, scoperto il 22 giugno 1978 con il quale Plutone forma una sorta di sistema binario, e tre satelliti minori, Notte e Idra, scoperti nel maggio 2005, e P4 scoperto nel luglio 2011 I nomi dei corpi celesti che compongono il sistema di Plutone sono ispirati da divinità o figure mitologiche dell'Oltretomba, tranne P4 che, per ora, ha solo un nome provvisorio.

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27 Caronte Caronte possiede dimensioni non molto inferiori a Plutone; alcuni preferiscono quindi parlare di un sistema binario, giacché i due corpi orbitano attorno ad un comune centro di gravità situato all'esterno di Plutone. Caronte possiede dimensioni non molto inferiori a Plutone; alcuni preferiscono quindi parlare di un sistema binario, giacché i due corpi orbitano attorno ad un comune centro di gravità situato all'esterno di Plutone. Caronte ha un diametro di 1207 km ed una massa pari a 1/9 di quella di Plutone attorno a cui ruota a soli km di distanza Caronte ha un diametro di 1207 km ed una massa pari a 1/9 di quella di Plutone attorno a cui ruota a soli km di distanza

28 Caronte è stato scoperto nel 22 giugno 1978 da Jim Christy; sulle lastre fotografiche di allora, riprese dall'osservatorio di Flagstaff in Arizona, era visibile come una protuberanza del disco di Plutone. Tuttavia la periodicità e la posizione di tale protuberanza fecero ben presto ipotizzare la presenza di un satellite Caronte ruota su se stesso con un movimento sincrono in 6,39 giorni, presentando sempre la stessa faccia a Plutone, come la Luna con la Terra. Tuttavia lo stesso Plutone rivolge sempre il medesimo emisfero al proprio satellite principale. La loro rotazione presenta quindi una sincronia doppia, unica fra i corpi maggiori nel sistema solare. La scoperta di Caronte permise agli astronomi di calcolare più accuratamente la massa e le dimensioni di Plutone

29 Le 2 immagini che portarono alla scoperta di Caronte. La sua presenza fu dedotta dalla piccola protuberanza nella parte superiore di Plutone (foto a sinistra), nell'immagine a destra essa non è più visibile Le 2 immagini che portarono alla scoperta di Caronte. La sua presenza fu dedotta dalla piccola protuberanza nella parte superiore di Plutone (foto a sinistra), nell'immagine a destra essa non è più visibile

30 Caratteristiche fisiche Il diametro di Caronte è di circa 1207 km (poco più della metà di Plutone), con una superficie di Km 2. Mentre Plutone è ricoperto di ghiaccio di azoto e metano, la superficie di Caronte appare ricoperta dal meno volatile ghiaccio d'acqua e sembra priva di atmosfera Il diametro di Caronte è di circa 1207 km (poco più della metà di Plutone), con una superficie di Km 2. Mentre Plutone è ricoperto di ghiaccio di azoto e metano, la superficie di Caronte appare ricoperta dal meno volatile ghiaccio d'acqua e sembra priva di atmosfera Plutone e Caronte ripresi dallHST nel 1990

31 I Telescopi Gemini sono due telescopi gemelli del diametro di 8 metri situati nei due emisferi, in modo da poter osservare con strumenti uguali tutta la Sfera Celeste. Gemini North (nella foto) si trova ad unaltitudine di metri sul vulcano dormiente Mauna Kea alle isole Hawaii. Gemini South è situato invece sulle Ande Cilene, ad unaltitudine di metri I Telescopi Gemini sono due telescopi gemelli del diametro di 8 metri situati nei due emisferi, in modo da poter osservare con strumenti uguali tutta la Sfera Celeste. Gemini North (nella foto) si trova ad unaltitudine di metri sul vulcano dormiente Mauna Kea alle isole Hawaii. Gemini South è situato invece sulle Ande Cilene, ad unaltitudine di metri Osservazioni effettuate nel 2007 dai telescopi Gemini su chiazze di idrati d'ammonio e cristalli d'acqua presenti sulla superficie fecero ipotizzare la presenza di crio-geyser o attività criovulcanica

32 Il fatto che il ghiaccio fosse ancora in forma cristallina suggeriva che fosse stato depositato di recente, perché altrimenti la radiazione solare lo avrebbe degradato ad uno stato amorfo in circa trentamila anni Il fatto che il ghiaccio fosse ancora in forma cristallina suggeriva che fosse stato depositato di recente, perché altrimenti la radiazione solare lo avrebbe degradato ad uno stato amorfo in circa trentamila anni

33 Formazione Si pensa che Caronte sia il prodotto di un gigantesco impatto subito da Plutone 4.5 miliardi di anni fa con un oggetto della fascia di Kuiper di dimensioni e velocità notevoli che poi si è disgregato La crosta e il mantello di tale oggetto si sarebbero sparsi lungo l'orbita di Plutone, per poi riaggregarsi a formare Caronte e gli altri satelliti

34 I dati attuali sulla composizione interna di Plutone e Caronte sembrano tuttavia contraddire quest'ipotesi segnalando, in particolare, una presenza eccessiva di ghiaccio all'interno del pianeta nano, e una sovrabbondanza di roccia all'interno del satellite Le due differenti ipotesi sulla struttura interna di Caronte

35 Altri ritengono che Plutone e Caronte possano essere i resti di due protopianeti entrati in collisione l'uno con l'altro ad una velocità elevata, ma non sufficiente a provocare la disintegrazione di nessuno dei due

36 Protopianeta Un protopianeta è un quasi-planetoide che orbita nel disco protoplanetario di una nebulosa solare. Tali corpi vengono formati dall'aggiunta di oggetti (come polvere) all'interno del disco di accrescimento di una nebulosa solare

37 Mitologia I nomi di Plutone e Caronte derivano dalla mitologia greco-romana. Plutone (in greco Ade) è il dio dell'oltretomba e probabilmente il nanopianeta ha ricevuto questo nome perché si trova così lontano dal Sole da essere sempre al buio; Caronte era invece colui che traghettava le anime attraverso il fiume Stige verso il regno degli inferi

38 Curiosità Plutone ha fatto da scenario per diverse opere narrative, principalmente di fantascienza, fin dalla sua scoperta. Alla sua popolarità ha certamente contribuito il fatto che - quand'era ancora classificato come pianeta - aveva il primato di essere il pianeta più esterno del sistema solare. Secondo un'idea popolare nella prima fantascienza, i pianeti più esterni, formandosi prima, sarebbero divenuti abitabili più presto rispetto alla Terra, dunque Plutone avrebbe potuto ospitare esseri molto evoluti. Plutone ha ricevuto una certa notorietà nuovamente nel 2006 a seguito della sua riclassificazione a pianeta nano. Plutone ha fatto da scenario per diverse opere narrative, principalmente di fantascienza, fin dalla sua scoperta. Alla sua popolarità ha certamente contribuito il fatto che - quand'era ancora classificato come pianeta - aveva il primato di essere il pianeta più esterno del sistema solare. Secondo un'idea popolare nella prima fantascienza, i pianeti più esterni, formandosi prima, sarebbero divenuti abitabili più presto rispetto alla Terra, dunque Plutone avrebbe potuto ospitare esseri molto evoluti. Plutone ha ricevuto una certa notorietà nuovamente nel 2006 a seguito della sua riclassificazione a pianeta nano.

39 Lo sapevi che … Il cane di Topolino, Pluto, venne così denominato perché introdotto nel mondo dei fumetti pochi mesi dopo la notizia della scoperta del pianeta Il cane di Topolino, Pluto, venne così denominato perché introdotto nel mondo dei fumetti pochi mesi dopo la notizia della scoperta del pianeta

40 FINE della lezione PLUTONE Grazie per lattenzione! E ricordatevi…! Considerate la vostra semenza fatti non foste a viver come bruti ma per seguir virtute e canoscenza DANTE ALIGHIERI (Divina Commedia, INFERNO, canto XXVI, ) Prof.Creatini Marco


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