IL SISTEMA SOLARE Nascita e formazione Il Sole I pianeti interni di tipo terrestre I pianeti esterni gassosi Le lune Asteroidi e Comete I pianeti extrasolari

NASCITA E FORMAZIONE Circa 5 miliardi di anni fa, da una nebulosa di gas e polveri, si formarono per autogravitazione centinaia di nuove stelle, tra cui anche il Sole

La nascita dei pianeti Anno 0: da una massa di gas informe inizia a condensarsi il “protosole” Anno 1.000.000: si forma un disco di gas e polveri ruotante attorno al protosole Anno 10.000.000: il disco di gas e polveri inizia a formare i “protopianeti” Anno 100.000.000: i pianeti si sono formati

I pianeti interni: formazione I pianeti interni, di natura rocciosa, si sono formati nelle regioni più vicine al Sole. L’intenso calore proveniente dal nostro astro e gli effetti del vento solare non hanno permesso di trattenere grandi quantità di gas, come invece è avvenuto per i pianeti esterni.

I pianeti esterni: formazione I pianeti esterni, composti da un nucleo roccioso, hanno potuto accrescersi con grandi quantità di gas per la scarsa azione del vento solare a quelle distanze. Attorno ai grandi pianeti gassosi si sono poi formati complessi sistemi di lune

Le distanze dei pianeti Mercurio, il pianeta più vicino, dista in media 58 milioni di km dal Sole. La Terra, il terzo pianeta in ordine di distanza, orbita a 150 milioni di km. Giove, il più grande di tutti, si trova a quasi 800 milioni di km dal Sole. Plutone, il più lontano, ha un’orbita fortemente ellittica che lo porta a quasi 6 miliardi di km dalla nostra stella.

Le dimensioni Giove, il pianeta più grande, ha un diametro di 142.800 km, dodici volte quello della Terra Plutone è il più piccolo, il suo diametro è di circa 2.200 km, inferiore a quello della Luna La Terra è il più grande tra i pianeti interni (12.742 km) Ganimede, satellite di Giove, è la più grande luna del Sistema Solare; con i suoi 5.270 km di diametro supera per dimensioni anche il pianeta Mercurio La massa di tutti i pianeti raggiunge appena l’1% di quella solare

IL SOLE IL SOLE

L’interno del Sole Il Sole ha un diametro di 1,5 milioni di km, nel nucleo la temperatura è di 15 milioni di gradi L’idrogeno che viene trasformato in elio mediante le reazioni nucleari libera energia che impiega un milione di anni ad attraversare la zona radiativa La fotosfera è la superficie visibile del Sole, ha una temperatura di 5.700 gradi Le protuberanze sono provocate da violente esplosioni sulla superficie, che a volte seguono le linee dell’intenso campo magnetico solare

La fonte di energia Nel nucleo del Sole atomi di idrogeno si combinano per formare atomi di elio; da questa reazione nucleare viene liberata energia sotto forma di raggi X e gamma

Le macchie solari Sono zone più fredde della superficie del Sole (4.000° anziché 5.700°) Da queste regioni fuoriescono gli intensi campi magnetici solari Si manifestano in maggior numero con una periodicità di 11 anni

Il campo magnetico e la rotazione La rotazione solare avviene in modo differenziato tra equatore (25 giorni) e poli (34 giorni) Questo provoca uno stiramento delle linee di forza del campo magnetico.

Il vento solare E’ costituito da un flusso continuo di particelle ionizzate emesse dal Sole, che si disperdono in ogni direzione. Quando raggiungono la Terra vengono deviate dal campo magnetico e a volte possono dar vita ad aurore boreali

Le protuberanze La superficie del Sole è scossa da violente esplosioni che eiettano plasma solare a distanze enormi, anche ad oltre 200.000 km La loro temperatura è di 10.000° e seguono l’andamento delle linee di forza del campo magnetico Da Terra si possono ammirare durante le eclissi totali di Sole

La Corona solare La corona solare E’ l’atmosfera del Sole; da Terra la si può osservare soltanto durante le eclissi Ha una temperatura di diversi milioni di gradi, ma una densità molto bassa

Il ciclo solare Ha una durata di 11 anni circa, durante i quali aumenta l’attività solare con la produzione di un gran numero di macchie Ogni 22 anni si inverte la polarità del campo magnetico

Il Sole visto dallo spazio Sonde spaziali come l’americana “SOHO” possono osservare il Sole in tutte le lunghezze d’onda, evidenziando strutture altrimenti invisibili da terra

Il Sole e la Vita L’energia che il Sole produce viene irraggiata nello spazio e solo una minima parte raggiunge la Terra Ciò è però sufficiente per far vivere il nostro pianeta Le piante sfruttano l’energia solare per la fotosintesi clorofilliana L’atmosfera e gli oceani della Terra vengono animati dal calore del Sole

I PIANETI INTERNI I PIANETI INTERNI

Mercurio Diametro: 4880 km Densità: 5,4 g/cm3 Massa: 0,055 T Gravità: 0,37 T Temperatura: +350 –170 Distanza Sole: 57,9 mil. Periodo rivoluz.: 88 giorni Periodo rotaz.: 59 giorni Velocità orbitale: 47,9 km/s Diam apparente: 12”,9 max Satelliti: nessuno

Venere Diametro: 12104 km Densità: 5,2 g/cm3 Massa: 0,815 T Gravità: 0,88 T Temperatura: +480 Distanza Sole: 108,2 mil. Periodo rivoluz.: 224,7 giorni Periodo rotaz.: -243 giorni Velocità orbitale: 35 km/s Diam apparente: 63”,1 max Satelliti: nessuno

L’atmosfera di Venere E’ composta per il 97% da anidride carbonica con tracce minime di vapor d’acqua (0,2%) In superficie cadono piogge di acido solforico, indice che vi sono violente eruzioni vulcaniche

La superficie di Venere Su Venere l’effetto serra è esasperato al massimo: le nubi di anidride carbonica trattengono il calore solare e portano la temperatura a valori di quasi 500°. La pressione al suolo è di 90 atmosfere, uguale a quella presente 900 metri sott’acqua.

Il volto svelato di Venere L’impenetrabile coltre di nubi ha impedito per anni di vedere la superficie Grazie alle sonde radar (Magellano) è stato possibile cartografare la superficie Come sulla Terra, anche su Venere ci sono continenti elevati rispetto alle zone circostanti Ci sono montagne molto alte (Mt. Maxwell) e vulcani attivi

Le fasi di Venere Essendo un pianeta interno all’orbita terrestre, Venere presenta delle fasi simili a quelle lunari Quando Venere è più vicino alla Terra si ha la “Congiunzione Inferiore”, all’opposto la “Congiunzione Superiore”; nei casi intermedi le “Elongazioni”

Terra Diametro: 12742 km Densità: 5,51 g/cm3 Massa: 5,977x1027 g Gravità: 1 T Temperatura: +15 Distanza Sole: 149,6 mil. Periodo rivoluz.: 365,25 giorni Periodo rotaz.: 23h 56m 04s Velocità orbitale: 29,8 km/s Satelliti: Luna

Il pianeta vivente La Terra è l’unico pianeta del Sistema solare su cui l’acqua sia presente allo stato solido, liquido e gassoso. La temperatura è idonea allo sviluppo della vita L’alternarsi delle stagioni favoriscono il ricambio delle masse d’aria tra i poli e l’equatore Lo scudo dell’ozono protegge la Terra dalle mortali radiazioni UV solari

Il sistema Terra - Luna La luna orbita a 380.000 km dalla Terra Il periodo di rivoluzione della Luna attorno al nostro pianeta è di quasi 29 giorni, uguale a quello di rotazione La Luna presenta sempre la stessa faccia

Marte Diametro: 6787 km Densità: 3,9 g/cm3 Massa: 0,108 T Gravità: 0,38 T Temperatura: -23° Distanza Sole: 227,9 mil. Periodo rivoluz.: 687 giorni Periodo rotaz.: 24h 37m 23s Velocità orbitale: 24,1 km/s Diam apparente: 25”,2 max Satelliti: Phobos Deimos

Il suolo di Marte Le sonde atterrate su Marte hanno mostrato un pianeta desolato, simile ai deserti pietrosi della Terra Marte ha una tenue atmosfera di anidride carbonica, non sufficiente però a innescare un effetto serra per riscaldare il pianeta Tutto l’ossigeno si è combinato con le rocce del suolo, dandogli il caratteristico colore rossastro, visibile anche da Terra

Dov’è l’acqua? Sulla superficie di Marte sono chiari i segni della presenza, in un lontano passato, di acqua allo stato liquido Oggi tutta l’acqua è ghiacciata e si trova ai poli e nello strato di “permafrost”, pochi metri sotto la superficie

Mondo di giganti Sulla superficie di Marte si trovano alcune delle strutture geologiche più grandi del Sistema solare: La Valle Marineris è il più grande Canyon, lungo 4500 km, largo 120 e profondo 7 Il Monte Olimpo è un vulcano a scudo alto 27.000 mt e largo alla base 600 km

Come si vede da Terra Marte ha un’orbita molto eccentrica perciò, in rapporto alla stagione, si trova a distanze diverse dal Sole Il momento in cui si trova più vicino alla Terra si chiama “opposizione” e si verifica circa ogni due anni Nelle opposizioni più favorevoli le sue dimensioni sono ragguardevoli Se l’opposizione è sfavorevole il pianeta apparirà molto più piccolo

I PIANETI ESTERNI I PIANETI ESTERNI

Giove Diametro: 142800 km Densità: 1,3 g/cm3 Massa: 317,9 T Gravità: 2,64 T Temperatura: -150° Distanza Sole: 778,3 mil. Periodo rivoluz. 11,86 anni Periodo rotaz.: 9h 50m 30s Velocità orbitale: 13,1 km/s Diam apparente: 49”,8 max Satelliti: 39 lune

Atmosfera turbolenta Giove è un pianeta gassoso; i suoi principali componenti sono l’idrogeno, l’elio, il metano e l’ammoniaca La superficie delle nubi è scossa da venti ad oltre 300 km/h Le nubi si dispongono su bande o fasce parallele all’equatore; all’interno di queste si possono sviluppare turbolenze e vortici che permangono anche per secoli, com’è il caso della “Grande Macchia Rossa”

Stella mancata Giove assomiglia molto più ad una stella che ad un pianeta La sua composizione chimica è infatti molto simile al Sole ed il nucleo del pianeta emette molto più calore di quanto Giove ne riceva dalla nostra stella La sua massa non è di molto inferiore a quella necessaria per innescare le reazioni nucleari

Un altro sistema di mondi L’osservazione di Giove fatta da Galileo nel 1610 ha rivoluzionato la visione del Mondo: c’era un altro centro di attrazione dell’universo! Si può correttamente definire Giove e la sua coorte di lune come un sistema solare “in miniatura” Attorno al pianeta orbitano più di 30 satelliti, quattro dei quali (Io, Europa, Ganimede e Callisto) hanno taglia e caratteristiche di veri e propri pianeti

Gli anelli di Giove Nel 1979 la sonda Voyager 1, mentre stava attraversando il piano equatoriale di Giove, fece una scoperta inaspettata e curiosa: anche il pianeta gigante aveva un sistema di anelli, molto più tenui però di quelli di Saturno

Saturno Diametro: 120057 km Densità: 0,7 g/cm3 Massa: 95,2 T Gravità: 1,15 T Temperatura: -180° Distanza Sole: 1427 mil. Periodo rivoluz. 29,46 anni Periodo rotaz.: 10h 14m Velocità orbitale: 9,6 km/s Diam apparente: 20”,8 max Satelliti: 30 lune

Il Signore degli anelli Gli anelli, ben visibili anche da Terra, sono composti da rocce e polveri vaganti in orbita attorno al pianeta Sono mantenuti stabili dalla presenza di piccoli satelliti “pastore” Gli anelli principali sono sei, suddivisi ognuno in decine o centinaia di sottosistemi Hanno uno spessore di pochi chilometri e con il passare degli anni, si presentano sotto diverse angolazioni All’interno degli anelli vi sono delle zone vuote, chiamate divisioni, visibili anche con un telescopio

Una famiglia numerosa Sono ben 30 le lune orbitanti attorno a Saturno. La più grande, Titano, ha un diametro di oltre 5.000 km e un’atmosfera molto densa, simile a quella che aveva la Terra primordiale. Una missione spaziale, la Cassini-Huygens, svelerà presto (nel 2004) se su Titano ci siano forme di vita extraterrestre.

Un mondo che galleggia sull’acqua Composto dagli stessi elementi chimici di Giove, Saturno ha però una caratteristica peculiare: la sua densità è così bassa (0,7 g/cm3) che potrebbe galleggiare su un ipotetico mare che fosse in grado di contenerlo!

Urano Diametro: 51118 km Densità: 1,29 g/cm3 Massa: 14,6 T Gravità: 1,17 T Temperatura: -210° Distanza Sole: 2869,6 mil. Periodo rivoluz. 84,01 anni Periodo rotaz.: 17h 14m Velocità orbitale: 9,6 km/s Diam apparente: 3”,8 max Satelliti: 17 lune

Un pianeta inclinato Urano ha una caratteristica peculiare: il suo asse di rotazione è inclinato di quasi 90° sul piano dell’orbita; il pianeta perciò “rotola” anziché ruotare su se stesso. Possiede inoltre un sistema di 11 anelli molto sottili, a malapena visibili da Terra La sua composizione chimica è molto simile a quella di Giove e Saturno

Un mondo di ghiaccio Quando nel 1986 la sonda Voyager 2 ha sorvolato il sistema di Urano ha ripreso da vicino le sue 5 lune principali, dei mondi desolati di ghiaccio e roccia con diametri tra i 500 e i 1500 km

Nettuno Diametro: 49530 km Densità: 1,64 g/cm3 Massa: 17,14 T Gravità: 1,18 T Temperatura: -210° Distanza Sole: 4450,6 mil. Periodo rivoluz. 164,79 anni Periodo rotaz.: 16h 07m Velocità orbitale: 5,4 km/s Diam apparente: 2”,1 max Satelliti: 8 lune

Un pianeta tutto blu Le nubi sono spinte da venti impetuosi, i più forti di tutto il Sistema Solare: vicino alla Grande Macchia Oscura possono raggiungere i 2.000 Km/h. L'atmosfera del pianeta ha una composizione molto simile a quella di Urano: idrogeno (85 %), elio (13 %) e metano (2 %); quest'ultimo e' responsabile del caratteristico colore del pianeta, in quanto assorbe la radiazione rossa e riflette quella blu

Lune ed anelli Anche attorno a Nettuno la sonda Voyager 2 ha individuato la presenza di anelli, sebbene molto sottili e deboli. Nel suo peregrinare attorno al Sole il pianeta è accompagnato da otto satelliti il più grande dei quali, Tritone, risulta particolarmente interessante per la presenza di ghiaccio d’acqua in superficie e di strutture simili a “gayser” che eruttano materiale scuro

Plutone Diametro: 2280 km Densità: 2,03 g/cm3 Massa: 0,0022 T Gravità: 0,03 T Temperatura: -220° Distanza Sole: 5900 mil. Periodo rivoluz. 248,54 anni Periodo rotaz.: 6d 09h Velocità orbitale: 4,7 km/s Diam apparente: 0”,3 max Satelliti: Caronte

Un pianeta “doppio” Di Plutone non si conosce molto, in quanto non è mai stato visitato da sonde automatiche Si sa però che è un pianeta “doppio” in quanto il suo satellite, Caronte (1270 km di diametro), ha dimensioni quasi paragonabili a quelle di Plutone (2200 km) ed orbitano ad una distanza di appena 20.000 km in 6 giorni, mostrandosi reciprocamente sempre la stessa faccia Entro il 2020 una sonda, chiamata “Pluto Express” dovrebbe visitare il pianeta

LE LUNE

Veri e propri Mondi I satelliti dei pianeti giganti sono veri e propri mondi, sia come dimensioni che come caratteristiche fisiche e superficiali Il più grande satellite del Sistema solare è Ganimede (5270 km) Anche Titano e Callisto hanno dimensioni superiori a quelle di Mercurio

Ghiaccio e Fuoco Io, satellite di Giove, ha una attività vulcanica elevatissima, causata dall’attrito mareale del vicino gigante Europa invece è completamente ricoperto da una crosta ghiacciata al di sotto della quale c’è un oceano d’acqua liquida profondo decine di km; non è esclusa la presenza di forme di vita extraterrestre

Cara, vecchia Luna! Il nostro satellite nacque presumibilmente dallo scontro della terra primordiale con un corpo celeste di ragguardevoli dimensioni, forse paragonabili a quelle di Marte Sulla sua superficie, infatti, si trovano minerali che sulla Terra non sono presenti, se non a grandi profondità Sono stati 12 gli astronauti che tra la fine degli anni ’60 e l’inizio dei ’70 andarono sulla Luna; e i prossimi a quando?

Schegge cosmiche Dei quasi cento satelliti dei pianeti del Sistema solare, non più di una dozzina supera i 1000 km di diametro e solo sei hanno dimensioni planetarie Tutti gli altri sono per lo più asteroidi catturati dalla gravità dei pianeti, come ad es. Phobos e Deimos, le due Lune di Marte Altri, come Miranda, sono un inestricabile “puzzle” di schegge cosmiche agglomerate in un lontano passato

ASTEROIDI E COMETE ASTEROIDI E COMETE

La fascia degli asteroidi Compresa tra le orbite di Marte e di Giove, è formata da tutti quei frammenti rocciosi del Sistema solare primordiale che non hanno potuto aggregarsi a causa delle interazioni gravitazionali del vicino Giove Alcuni di questi oggetti, detti NEO (Near Earth Objects), transitano vicino all’orbita terrestre e sono particolarmente pericolosi per possibili impatti che potrebbero avere effetti devastanti sul nostro pianeta

Montagne volanti Eros Ida Gaspra Dalle forme più svariate e bizzarre, gli asteroidi hanno dimensioni che variano dai 1000 km per Cerere alle poche decine di metri dei più piccoli; ognuno di essi presenta però una superficie molto craterizzata, segno di violenti impatti con asteroidi più piccoli Gaspra

Il nome di Cortina fra le stelle Scoperto il 27 gennaio 2000, l’asteroide Cortina ha un diametro di 5 Km e ha un’orbita di circa 4 anni

Le comete: da dove vengono? Sono miliardi i nuclei cometari che orbitano attorno al Sole; la maggioranza sono confinati in una regione, chiamata “Nube di Oort”, situata a metà strada tra il Sole e le stelle più vicine

Nel regno del Sole Quando una cometa si avvicina al Sistema solare interno, la sua superficie ghiacciata sublima al calore del Sole ed inizia ad emettere materiale che va a formare dapprima la chioma, poi la coda di ioni ed infine quella di polveri La coda di gas è azzurra e rettilinea, rivolta sempre dalla parte opposta del Sole; quella di polveri è gialla e ricurva e tende a seguire l’orbita della cometa

Il cuore della cometa Il nucleo della cometa è molto simile ad un enorme iceberg volante, ricoperto da una crosta di materiale organico scuro, al cui interno vi sono grandi quantità di ghiaccio d’acqua che fuoriesce sotto forma di getti di vapore da spaccature della crosta I nuclei cometari hanno dimensioni di alcuni chilometri, ma materiale sufficiente per decine di passaggi nei pressi del Sole

Polvere di stelle Le polveri emesse dalle comete si dispongono lungo l’orbita e può capitare che la Terra la intersechi in uno o più punti Quando ciò avviene si verifica il fenomeno delle “Stelle cadenti”: le particelle cometarie vengono bruciate dall’attrito con l’atmosfera terrestre e danno vita alla luminosa scia che attraversa il cielo Famose sono le piogge delle Perseidi a metà agosto e delle Leonidi, visibili a novembre

I PIANETI EXTRASOLARI

Mondi di altre stelle Sono ormai più di cento i pianeti extrasolari scoperti attorno ad altre stelle La maggior parte di essi però è di dimensioni molto grandi, anche più di Giove. Per scoprire pianeti simili alla Terra sono necessari strumenti di nuova generazione, che permettano una risoluzione ottica elevatissima Il sistema extrasolare più interessante è quello orbitante attorno alla stella 55 Cancri, dove sono stati individuati 3 pianeti

IL SISTEMA SOLARE FINE