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Unità Didattica 5 Sistemi Planetari. Proprietà del Sistema Solare Le orbite dei pianeti giacciono tutte sullo stesso piano con piccole deviazioni, in.

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1 Unità Didattica 5 Sistemi Planetari

2 Proprietà del Sistema Solare Le orbite dei pianeti giacciono tutte sullo stesso piano con piccole deviazioni, in particolare del pianeta più vicino al Sole, Mercurio.

3 Il Sole ruota su se stesso con un periodo medio attorno ad una ventina di giorni, corrispondente ad una velocità tangenziale equatoriale di circa 2 km/s. I pianeti ruotano attorno al Sole nello stesso verso e le orbite sono quasi rigorosamente circolari, con leccezione di Mercurio. Anche Marte ha unorbita con unellitticità apprezzabile. I pianeti a loro volta ruotano attorno al proprio asse che per la maggioranza dei pianeti è quasi perpendicolare al piano dellorbita. Eccezioni importanti sono quella di Venere, che ha un moto retrogrado, e di Urano, che ha lasse di rotazione quasi parallelo a quello dellorbita.

4 D TS = 1.5 x 10 8 km = 1 U.A. T Terra = 365 giorni = 8760 ore = 3.15 x 10 7 sec M Terra = 6 x kg

5 Mercurio Venere Terra Marte Pianeti interni o terrestri D sole < 250 milioni di km Pianeti esterni o gioviani D sole > 700 milioni di km T PI > T PE PI > PE PI > PE M PI < M PE

6 Le Leggi di Keplero ed il Teorema del Viriale

7 Tutti i pianeti si muovono su orbite ellittiche, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi F1F1F1F1 F2F2F2F2 a b c O

8 Il segmento che collega un pianeta al Sole descrive aree uguali in tempi uguali 123 4

9 r v r In un sistema isolato il momento angolare si conserva e il secondo membro è una costante

10 Il quadrato del periodo di qualunque pianeta è proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole

11 Teorema del Viriale

12 Lorbita di Mercurio una conferma della Relatività Generale Il perielio di Mercurio precessa ad una velocità di 574/secolo Se consideriamo linfluenza di Venere (278/secolo) + Giove (153/secolo) + Terra (90/secolo) + gli altri pianeti (10/secolo) si ottiene: Mancano 43/secolo!

13 Secondo la Relatività Generale, la correzione da apportare alla misura della velocità di avanzamento del perielio di un pianeta vale: Nel caso di Mercurio: P = 0.24 anni = 7.57 x 10 6 sec a = U.A. = 5.8 x m e = Da cui si ottiene:

14 I satelliti di Giove La misura della velocità della luce G1G1G1G1 G2G2G2G2 T1T1T1T1 T2T2T2T2 Olaf Romer ( ) km/s

15 P IO = 42h 27m 34s Quando la Terra si avvicina a Giove P < P IO Quando la Terra si allontana da Giove P > P IO

16 Spettroscopia dei pianeti Saturno Titano Rhea

17 Saturno G2-V Ca K 3934 G-band 4300 H 4861 Mg I 5175 Na I 5892 Ca H 3969 H 6563

18 Anelli G2-V Ca K 3934 G-band 4300 H 4861 Mg I 5175 Na I 5892 Ca H 3969 H 6563

19 Saturno – G2 V Ca K 3934 G-band 4300 H 4861 Mg I 5175 Na I 5892 Ca H 3969 H 6563 Anelli – G2 V CH CH4 7279

20 Ca K 3934 G-band 4300 H 4861 Mg I 5175 Na I 5892 Ca H 3969 H 6563 Titano Titano – G2 V

21 Saturno Titano

22 Rhea Rhea – G2 V Ca K 3934 G-band 4300 H 4861 Mg I 5175 Na I 5892 Ca H 3969 H 6563

23 Formazione del Sistema Solare Nube Disco Stella Pianeta Nucleo

24 Nube interstellare 1pccollassogravitazionale AUprotostella t = yr Stella T Tauri jet Disco di accrescimento 100 AU t = yr Stella di Sequenza Principale sistema planetario 50 AU t >10 7 yr

25 FORMAZIONE DEI PROTOPIANETI condensazione del gas in particelle solide (grani) aggregazione di grani di particelle solide fino alla formazione di planetesimi di dimensioni attorno al chilometro agglomerazione dei planetesimi in protopianeti Acquisizione di gas dal mezzo interplanetario e/o produzione di gas da impatti successivi Formazione dellatmosfera

26 ELIMINAZIONE DELLA NUBE RESIDUA Stella in fase T Tauri ( anni) Vento stellare con v = km/s Il gas e le particelle con diametro inferiore a una decina di centimetri vengono eliminate dal sistema protoplanetario

27 La ricerca di pianeti extrasolari

28 D = 8 U.A. sole = 4 sole = 4

29 D = 56 U.A. sole = 34 sole = 34

30 D = 200 U.A. sole = 10 sole = 10

31 D = 1000 U.A. sole = 2 sole = 2

32 D = A.L. sole = 1 sole = 1

33 D = 0.1 A.L.

34 Tecnica spettroscopica: le velocità radiali

35 m1m1m1m1 m2m2m2m2 r1r1r1r1 r2r2r2r2 v1v1v1v1 v2v2v2v2

36

37 51 Peg: primo pianeta T Michel Mayor & Didier Queloz: 1995 Osservatorio dellAlta Provenza (1.8m)

38 Tecnica fotometrica: i transiti

39 km km Esempio Sole-Giove D oss >> D SG

40 m = 0.03 mag m = 0.03 mag

41 km km Esempio Sole-Terra D oss >> D SG

42 228 pianeti (01/2008)

43

44 Sistema Extrasolare Sistema Solare Sistema Extrasolare


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