Sistema solare

geocentrismo Teoria classica: Platone – Aristotele (Aristarco: prima ipotesi eliocentrica III AC) Tolomeo II DC Alessandria d’Egitto: organizza la teoria nell’Almagesto

tolomeo1 Terra al centro Sfere concentriche piene di etere e incastonati i pianeti o il sole o le stelle con movimento orario (E-W) Stelle fisse: la loro sfera provoca il movimento delle altre

tolomeo2 Problemi Soluzione matematica Variazione del moto di Sole e Luna Anomalie dei movimenti dei pianeti Soluzione matematica Epicicli: circonferenze su cui ruotano i pianeti Gli epicicli hanno il centro su una circonferenza detta deferente Il deferente ruota intorno alla Terra (lievemente eccentrica)

Da Tolomeo a Copernico Chiesa: visione tolemaica creazione divina centrale (perfezione e regolarità) Scoperta dell’America (sfericità della Terra-Eratostene)

Copernico: 1473-1543 Polonia Nicola Copernico De Rivolutionibus Orbium Coelestium il Sole al centro dell’Universo pianeti con orbite circolari nessuna osservazione: questa teoria semplificava I moti rispetto a quella tolemaica Avversato dalla Chiesa

Galileo 1564-1624 dialogo sui due massimi sistemi Osservazioni: aspetto della Luna non uniforme, macchie solari, satelliti di Giove Condannato per eresia, abiura la teoria e la presenta in forma di ipotesi (riabilitato nel 1992)

Giovanni Keplero Germania 1571-1630) Allievo di Tycho Brae 1609 (De motibus stellae Martis): il moto di Marte non può essere circolare enuncia le leggi che descrivono i moti dei pianeti

prima legge di Keplero I pianeti percorrono orbite ellittiche quasi complanari, di cui il sole occupa uno dei due fuochi. Ellissi: definizione Afelio Perielio. La linea ideale che congiunge afelio e perielio è detta linea degli apsidi. modeste eccentricità.

seconda legge di Keplero Il raggio vettore che congiunge il centro del sole al centro dei pianeti descrive aree uguali in tempi uguali. la velocità di rivoluzione dei pianeti intorno al sole non è costante i pianeti accelerano avvicinandosi al perielio rallentano verso l’afelio

terza legge di Keplero I quadrati dei tempi di rivoluzione (P) di ciascun pianeta sono proporzionali ai cubi del raggio medio dell'orbita (R) P2 = K R3. K=1 se P è espresso in anni terrestri e R in UA Es. Marte: P= 1,88 anni R=? P aumenta perché per i pianeti più lontani il percorso è più lungo ma anche perché sono più lenti

newton Spiega perché i pianeti si muovono secondo le leggi di Keplero Leggi del moto applicate ai corpi celesti: Moto rettilineo uniforme Proporzionalità fra la forza che interviene su un moto rettilineo uniforme e l’effetto Legge di azione e reazione

Legge di gravitazione universale Due corpi si attraggono con una forza proporzionale alla loro massa e inversamente proporzionale alla loro distanza al quadrato G = 6,67 10-11 N m2 kg-2

Perché i pianeti non cadono sul Sole? I pianeti e il Sole ruotano intorno al baricentro del sistema Essendo il Sole molto più massiccio il baricentro cade sotto la superficie del Sole Su ciascuno dei due corpi in rotazione agisce una forza centrifuga (F1 ed F2) uguale e contraria alla forza gravitazionale (centripeta) Minore è l’attrazione gravitazionale, minore e la forza centrifuga

DISTANZA MIN -MAX DAL SOLE MIL KM              DISTANZA MIN -MAX DAL SOLE MIL KM RIVOLUZIONE ATTORNO AL SOLE  Giorni.Mesi.Anni ROTAZIONE SU ASSE ORE Giorni MASSA KG DIAMETRO KM DENSITA' G/CM3   N° SATELLITI MERCURIO                         46-69,8 87,97 G 58,65 G 3,4X1023 4878 5,44 VENERE 107,4-109 224,70 G 243,01 G 4,9X1024 12 103 5,24 TERRA 147-152 365,26 G 23H 56MIN 5,98X1024 12 756 5,52 1 MARTE 206,7-249,1 686,98 G 24H 37MIN 6,4X1023 6794 3,95 2 GIOVE 740,9-815,7 11,86 A 9H 55MIN 1,9X1027 142 984 1,3 16 SATURNO 1374-1507 29,42 A 10H 40MIN 5,69X1026 120 536 0,7 22 URANO 2735-3004 83,75 A 17H 18MIN 8,731025 51 118 1,21 15 NETTUNO 4456-4537 163,72 A 16H 17MIN 1,0X1026 49 528 1,7 8

Corpi meteorici materiale solido extraplanetario in relazione alle dimensioni: polvere meteorica (< 1 mm) meteoroidi o meteore (1 mm - 1 km) asteroidi (1 km - 1000 km). Asteroidi: più di 15.000 in una fascia compresa tra l’orbita di Marte e quella di Giove residuo della formazione dei pianeti incapace di aggregarsi per la presenza di Giove. il primo nel 1801 Cerere. meteoroidi e polveri: derivano dalla disgregazione delle comete e degli asteroidi.

meteoroidi I corpi di dimensioni piccole non raggiungono la superficie terrestre: sono bruciati e vaporizzati a causa dell'attrito atmosferico. I meteoroidi con massa sufficientemente elevata, meteoriti, colpiscono il suolo Crateri Importanza della traiettoria I meteoroidi attraversano la nostra atmosfera con velocità elevate (12 - 72 km/s) Ionizzazione dei gas atmosferici e del materiale sublimato dal corpo: scie luminose (stelle cadenti).

Stelle cadenti la terra attraversa periodicamente alcuni sciami meteorici. 10 agosto, lo sciame delle Perseidi 17 novembre quello delle Leonidi

(Barringer Crater, Arizona, 1 km across) 22000 anni fa In passato il nostro Pianeta fu colpito più volte da questi oggetti, che hanno lasciato tracce assai vistose soprattutto in aree desertiche(Arizona, Argentina) o nelle regioni polari 1908 Tunguska Siberia ?

Classificazione dei meteoriti aeroliti o meteoriti rocciosi (92%) silicati di Fe e Mg Condriti (presentano granuli) sideriti o meteoriti metallici (7%) leghe di Ni e Fe; sideroliti o meteoriti miste (1%).  Le condriti più vecchie hanno 4,57 miliardi di anni. (età del sistema solare): frammenti del materiale precedente la formazione dei pianeti sideroliti e sideriti sono più recenti: formate dalla disgregazione di piccoli pianeti in fase di accrescimento Prova della composizione dell’interno della Terra (mantello e nucleo)

Corpi cometari 1 forma irregolare e di dimensioni variabili, (qualche decina di chilometri) orbite ellittiche caratterizzate da grande eccentricità.  Halley: riuscì a prevedere il ritorno della cometa per il 1759 utilizzando i passaggi avvenuti nel precedentemente costituiti da gas ghiacciati e materiale solido acqua, anidride carbonica, (modello a "palla di neve sporca“, confermato dalla sonda Giotto) Frammenti rocciosi contenenti sostanze organiche, tra cui sono presenti anche precursori di aminoacidi.

Corpi cometari 2 Quando il corpo cometario si avvicina al sole sublima: chioma (coma = chioma). Ad ogni passaggio attorno al sole perde parte della sua massa Avvicinandosi al sole la chioma inizia a sfumare in una coda allungata per effetto della radiazione e del vento solare: è sempre disposta in senso opposto rispetto al sole (centinaia di milioni di chilometri) nube di Oort (comete a lungo periodo): enorme regione intorno al Sole in cui i corpi cometari si muoverebbero orbite praticamente circolari con periodi di milioni di anni periodicamente perdono energia e cadono verso il sole

genesi del sistema solare teorie catastrofiche e nebulari. Catastrofiche: oramai completamente abbandonate formazione dei pianeti per espulsione violenta di materia solare in seguito a collisione (sistema solare isolato) anni '40: nascita del sistema solare per evoluzione di una nebulosa primordiale riedizione di una vecchia ipotesi (Kant-Laplace1755). 5,5 miliardi di a.f. nebulosa primordiale (prevalentemente H He e piccolissime quantità di elementi pesanti) lenta rotazione intorno ad un asse

Teoria nebulare1 materiale in fase di contrazione (supernova?): si distribuisce su di un disco appiattito, rigonfio al centro La protuberanza centrale formerà il protosole La contrazione provoca aumento di temperatura (si conserva il momento angolare L= m v r del moto circolare uniforme, se r diminuisce v deve aumentare, aumentando l’energia cinetica aumenta la t) Emissione di enormi quantità di materia sotto forma di un intenso vento solare (riduzione di massa) Vicino al protosole: elementi più pesanti, in grado di non essere spazzati via dal vento solare.(pianeti interni) composti più leggeri (He, H, l'acqua, l'ammoniaca ed il metano) nella parte più esterna (pianeti gioviani e i corpi cometari)

Teoria nebulare 2 le particelle iniziano ad aggregarsi in nuclei di condensazione o dischi protoplanetari (dischi analoghi intorno ad altre stelle: beta-pictoris) agglomerati di dimensioni maggiori (planetesimi) diventano centri di attrazione gravitazionale per i frammenti più piccoli: lo spazio intorno viene ‘spazzato’ Non tutti i planetesimi diventano pianeti (urti reciproci e disgregazione) protopianeti. grande massa di Giove: disturbi gravitazionali che impediscono l’accrescimento di altri pianeti nelle vicinanze. (fascia degli asteroidi) I residui della nebulosa vanno a formare la nube di Oort