IL SISTEMA SOLARE : composizione e caratteristiche

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1 IL SISTEMA SOLARE : composizione e caratteristiche
Il Sistema Solare è l’insieme dei corpi che risentono dell’attrazione gravitazionale del Sole : pianeti e satelliti, pianeti nani, comete, asteroidi e meteoriti. Non ha confini definiti. Il Sole è l’unica stella,quindi è la fonte di luce ed energia del sistema. Il corpo dotato di massa maggiore è il Sole, che costituisce circa il 99,8 % della massa dell’intero Sistema Solare. Intorno al Sole si muovono 8 pianeti, corpi di dimensioni ridotte rispetto al Sole, che non producono luce. In ordine di distanza crescente dal Sole, essi sono : Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

2 Una panoramica sui pianeti
I pianeti sono molto diversi tra loro per dimensioni e composizione, ma hanno alcune caratteristiche comuni: Hanno forma quasi sferica e una massa abbastanza grande anche se di gran lunga inferiore a quella del Sole; Spesso hanno uno o più satelliti; Presentano un moto di rotazione intorno a un asse immaginario, l’asse di rotazione; Presentano un moto di rivoluzione intorno al Sole e le loro orbite sono quasi complanari, cioè giacciono sullo stesso piano. Nel Sistema Solare sono presenti anche i pianeti nani. Essi hanno forma sferica, possono avere satelliti, ma hanno massa decisamente più piccola dei pianeti

3 I pianeti hanno caratteristiche chimiche e fisiche differenti
In base alle caratteristiche fisico – chimiche i pianeti si possono dividere in due gruppi : I pianeti di tipo terrestre, cioè simili alla Terra, Mercurio, Venere, Terra e Marte; I pianeti di tipo gioviano, cioè simili a Giove, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. I pianeti di tipo terrestre hanno un involucro esterno costituito da rocce e nel complesso si comportano come corpi solidi. Hanno piccole dimensioni e tra i pianeti terrestri i più grandi sono Terra e Venere. Inoltre sono molto densi, perché costituiti prevalentemente da metalli ed elementi pesanti. La Terra è il più denso e ha massa e volume simili a Venere; Marte e Mercurio sono i più piccoli. L’atmosfera è più rarefatta rispetto a quella dei pianeti gioviani e non contiene quantità significative di elementi leggeri, come idrogeno ed elio, perché nessuno di questi pianeti ha gravità sufficiente per trattenerli. Solo l’atmosfera terrestre contiene ossigeno. Tra i pianeti terrestri, la Terra è l’unico su cui sono presenti distese di acqua liquida e forme di vita.

4 I pianeti gioviani sono molto grandi ( pianeti giganti) e poco densi, il più massiccio è Giove, la cui massa è circa 1 millesimo di quella solare. La densità di questi pianeti è molto bassa a causa dell’enorme volume e della loro composizione essendo costituiti prevalentemente da gas leggeri come idrogeno e ed elio. Non hanno un involucro esterno solido formato da rocce, ma si ritiene che quantità significative di materiali rocciosi e metallici siano concentrate nei loro nuclei. Tutti presentano un’atmosfera di notevole spessore formata in prevalenza da gas leggeri, che riescono a trattenere grazie alla notevole forza di gravità che esercitano. Infine i pianeti gioviani, diversamente da quelli terrestri, hanno un numero elevato di satelliti.

5 L’ORIGINE DEL SISTEMA SOLARE
Le teorie riguardanti la formazione e l'evoluzione del sistema solare sono varie.L'ipotesi sull'origine del sistema solare che attualmente gode di maggior credito è quella della nebulosa. Tutti i corpi celesti del Sistema Solare hanno avuto origine da una nebulosa primordiale di polveri e gas. 1° circa 5 miliardi di anni fa, la nube iniziò a contrarsi a causa delle interazioni gravitazionali e a ruotare sempre più rapidamente assumendo forma a spirale. 2° Al centro della nube si formò il protosole ( conversione di energia gravitazionale in energia chimica e aumento della temperatura). 3° Fine del riscaldamento gravitazionale , la temperatura inizia a diminuire. 4° aggregazione di ferro, nichel ed elementi che compongono minerali delle rocce ( silicio, calcio, sodio) portò alla formazione dei planetismi ,corpi metallici e rocciosi che iniziarono a ruotare intorno al sole. 5° collisioni tra i planetismi provocarono l’aumento della loro massa e dimensioni con formazione dei protopianeti che diedero origine ai quattro pianeti interni. 6° In contemporanea si formarono i pianeti esterni che per le basse temperature dovute alla distanza, oltre a detriti rocciosi e metallici erano formati anche da ghiacci. Giove a Saturno raggiunsero una massa tale e un’attrazione gravitazionale da riuscire a trattenere anche grandi quantità di gas più leggeri, quali idrogeno ed elio .

6 In viaggio nel Sistema Solare : i pianeti terrestri
Mercurio PERIODO DI RIVOLUZIONE  88 giorni PERIODO DI ROTAZIONE  59 giorni NUMERO DI SATELLITI  0 Pianeta più vicino al Sole ed il più piccolo del Sistema Solare. Privo di atmosfera, assorbe gran parte della radiazione solare che lo colpisce. Dimensioni poco superiori a quelle della Luna. Superficie con crateri e aree pianeggianti che ricordano la superficie lunare. Densità superiore alla Luna e per questo si desume debba possedere un nucleo ferroso di grandi dimensioni. Presenza di scarpate sulla superficie, ovvero zone di fratturazione. Pianeta del Sistema Solare con maggiori escursioni termiche ; - 180°C di notte / oltre 400 °C di giorno. Improbabile la vita.

7 Venere (il pianeta velato)
PERIODO DI ROTAZIONE  244 giorni. PERIODO DI RIVOLUZIONE 225 giorni. NUMERO DI SATELLITI  0. Pianeta gemello della Terra in dimensioni , densità, massa e posizione nel Sistema Solare. È avvolto da un fitto e spesso strato di nubi opache, impenetrabile alla luce visibile. L’80% della superficie di Venere è formata da strati di lava solidificata emessa da innumerevoli vulcani. È presenta attività tettonica. Atmosfera molto densa, composta principalmente da diossido di carbonio in grado di trattenere molto calore ( T = 475 °C) effetto serra. Ambiente ostile per l’esistenza di forme di vita.

8 Marte ( il pianeta rosso)
PERIODO DI ROTAZIONE  24h 37 minuti 23s PERIODO DI RIVOLUZIONE 687 giorni NUMERO DI SATELLITI  2 Pianeta facilmente osservabile dalla Terra Appare come una sfera rossastra che presenta regioni più scure di intensità diversa durante l’anno marziano. Nelle regioni polari, vi sono ghiacci che formano due piccole calotte permanenti, composte da acqua allo stato solido ricoperta da un sottile strato di ghiaccio secco, cioè di diossido di carbonio allo stato solido. La superficie presenta numerosi vulcani di grandi dimensioni, numerosi crateri, e diversi canyon. Sulla superficie sono presenti antiche isole fluviali localizzate in alcuni letti di corsi d’acqua oggi asciutti. Inoltre sono stati osservati sedimenti che si formano solo in presenza di acqua, durante l’evaporazione di laghi o mari poco profondi. Paesaggio molto simile a un deserto roccioso, ricco di dune sabbiose e di crateri L’atmosfera di Marte ha una densità pari solo all’1% di quella terrestre ed è composta in gran parte da diossido di carbonio e piccole quantità di vapore acqueo. Su Marte violente tempeste di sabbia. ‘Valles Marineris’, la forma, le dimensioni ed il colore, sembrano mostrare inevitabili segni di organismi passati e l’inevitabile presenza di acqua, data anche la forma a V di alcune valli riprese. Scoperto un lago sotterraneo di acqua salata su Marte Nell'acqua salata che si trova nel sottosuolo di Marte c'è ossigeno sufficiente per ospitare la vita. Lo scrive il California Institute of Technology (Caltech) in una ricerca pubblicata sulla rivista Nature Geoscience.

9 In viaggio nel Sistema Solare : i pianeti gioviani e i corpi minori
PERIODO DI ROTAZIONE  9h 50 min PERIODO DI RIVOLUZIONE  12 anni SATELLITI  63 Giove Un vero e proprio pianeta gigante, che appare ricoperto da bande chiare e scure che si alternano disposte parallelamente all’Equatore. Le bande sono date da sistemi di venti, le bande più chiare sono zone di correnti in cui i gas risalgono e si raffreddano, per poi precipitare a livello delle bande scure. L’atmosfera : formata in gran parte da idrogeno ed elio, e in misura minore anche da metano , ammoniaca, acqua e composti dello zolfo. Enorme forza gravitazionale sufficiente a liquefare l’idrogeno gassoso, per questo si ritiene che la superficie di Giove sia una sorte di esteso oceano di idrogeno liquido. Scendendo più in profondità la pressione diventa talmente elevata da provocare la trasformazione dell’idrogeno liquido in idrogeno metallico liquido. Grande macchia rossa situata nell’emisfero meridionale : tempesta ciclonica che ruota in senso antiorario

10 Saturno (il pianeta elegante)
PERIODO DI ROTAZIONE -> 10h 14 min PERIODO DI RIVOLUZIONE -> 29,5 anni SATELLITI -> 62 Saturno (il pianeta elegante) Posto ad una distanza dal Sole doppia rispetto a quella di Giove. Appartiene anch’esso al gruppo dei pianeti giganti. Il pianeta ruota su se stesso con grande velocità, ciò determina un sensibile schiacciamento polare. Atmosfera, composizione e struttura interna simili a quelle gioviane La struttura più affascinante sono gli anelli che circondano il pianeta. Circa un migliaio di sottili anelli distinti il cui materiale è costituito da frammenti di ghiaccio ( forse ammoniaca solida) e polvere, ognuno in rotazione attorno al pianeta su una propria orbita. L’origine del sistema di anelli sembra dovuta all’enorme forza di gravità di Saturno I satelliti naturali di Saturno sono numerosi, con dimensioni che vanno da piccole lune di meno di 1 km fino all'enorme Titano, più grande del pianeta Mercurio. Saturno ha 62 satelliti. Titano, grande il doppio della Luna, è l’unico tra i satelliti a possedere una vera atmosfera che lo avvolge. Presenza di laghi di metano liquido e la sua atmosfera è costituita per lo più di azoto, ma con una densità quattro volte superiore rispetto alla nostra. L’atmosfera ha una struttura a bande chiare e scure come quella di Giove. Complessivamente Saturno è formato da un grosso involucro di gas (con temperature medie in superficie che arrivano ai -185 °C) il quale avvolge un nucleo di idrogeno liquido.

11 Urano ( il pianeta coricato)
Pianeta lontanissimo che ha una caratteristica unica nel Sistema Solare : il suo asse di rotazione giace quasi sul piano dell’orbita, invece di essere presso la verticale di tale piano, come per gli altri pianeti. È avvolto da un’atmosfera spessa 7600 km di idrogeno,elio e metano ( a quest’ultimo è dovuta la colorazione azzurra) ed è freddissimo: la temperatura scende da -208 °C fino a -215 °C. PERIODO DI ROTAZIONE ->17 h 14 min PERIODO DI RIVOLUZIONE ->84 anni SATELLITI -> 27 Intorno a Urano ruotano numerosi corpi : un sistema di 10 sottili anelli e almeno 17 satelliti. I satelliti maggiori presentano mondi diversi : dalle vaste pianure costellate da crateri da impatto di Oberon e Titania, le lune più lontane, alle regioni craterizzate e intersecate da profonde valli rettilinee , delimitate da fratture lunghe centinaia di km, di Ariel e Umbriel; fino alla superficie di Miranda, la Luna più vicina a Urano, che mostra un mosaico di zone intensamente craterizzate e zone profondamente solcate da lunghe scarpate. La struttura interna del pianeta è formata da un nucleo centrale roccioso, avvolto da un oceano formato dagli stessi costituenti dell’atmosfera ,ma allo stato liquido.

12 Nettuno ( il pianeta ventoso)
PERIODO DI ROTAZIONE -> 16h 06 min PERIODO DI RIVOLUZIONE -> 165 anni SATELLITI -> 13 Nettuno è costituito da un profondo oceano di gas liquidi, soprattutto metano - coperto da un’atmosfera verde – azzurra – idrogeno e metano sede di complessi moti circolari. Si distingue infatti, una struttura a bande e fasce parallele all’Equatore, simile a quella di Giove e Saturno, interrotta da alcune macchie più scure, che corrispondono a zone in cui i gas discendono, e da formazioni nuvolose chiare. Venti spirano a oltre 1000 Km/h e avvolgono il pianeta rendendolo uno dei luoghi più ventosi del Sistema Solare. Grande Macchia Scura dalle dimensioni paragonabili a quelle della Terra, si tratta di una tempesta in rotazione che ricorda la grande macchia Rossa di Giove. Sono presenti nubi bianche, simili a cirri, che formano uno strato a circa 50 km di altezza rispetto allo strato di nubi principali formato presumibilmente da metano ghiacciato. Intorno a Nettuno ruotano 3 anelli e almeno 8 satelliti, il maggiore dei quali, Tritone, avvolto da un velo di azoto e metano e con una crosta di ghiaccio spessa 400 km. Ha una T° di -225°C ed è uno dei mondi più freddi finora scoperti nel Sistema Solare.

13 Le comete Asteroidi I CORPI MINORI DEL SISTEMA SOLARE
Pianeti e satelliti non sono gli unici componenti del Sistema Solare : intorno al Sole ruotano innumerevoli altri corpi, con dimensioni dal cm ad alcune decine di Km, su orbite prossime a quelle dei pianeti o a distanze di oltre 1,5 a.l( cioè miliardi di km). Si possono suddividere, per l’aspetto che presentano, in tre gruppi . Le comete Asteroidi Sono state definite «palle di neve sporca», perché sono costituite da gas e da vapori congelati ( acqua, metano, ammoniaca, anidride carbonica), misti a piccoli frammenti di rocce e metalli. Esse si muovono lungo orbite molto allungate, molte delle quali arrivano ben oltre Nettuno. Ad ogni passaggio intorno al Sole, una cometa perde una parte di massa e col tempo diviene meno luminosa fino ad estinguersi dopo un certo numero di passaggi intorno al Sole. Sono corpi rocciosi, che presentano dimensioni medie di decine di km, ma alcuni arrivano a centinaia di Km. La loro superficie, almeno nei maggiori, è segnata da numerosi crateri da impatto. Quando si avvicinano al Sole, le radiazioni fanno sublimare i gas congelati, che trascinano con sé le polveri imprigionante nei ghiacci. Attorno ad un nucleo, si forma un alone rarefatto e luminoso, la chioma. A causa del vento solare, alcune comete sviluppano anche una coda che punta in direzione opposta al Sole, con una leggera curvatura. In gran parte si trovano tra le orbite di Marte e Giove, dove formano la fascia degli asteroidi, ma alcuni hanno orbite che si avvicinano a quelle dei pianeti ( anche della Terra) o le intersecano. L’asteroide più grande, Cerere, ha un diametro di 940 km. La più famosa tra le comete è la cometa di Halley

14 Da dove provengono le comete?
Le comete sembrano avere origine in due regioni della parte più periferica del Sistema Solare : La ricostruzione delle orbite delle comete a lungo periodo con tempi di percorrenza dell’orbita di oltre 200 anni, portò l’astonomo Olandese, Oort, a ipotizzare che tali corpi siano distribuiti nello spazio a formare una specie di alone sferico intorno al Sole e ai pianeti. La nube di Oort, inizia all’esterno del sistema di pianeti e si estende per circa miliardi di km o 1,5 a.l . Ma esistono altre comete, quelle a breve periodo ( meno di 200 anni) che provengono invece da una zona più interna, una zona remota del Sistema Solare oltre Nettuno, nota come fascia di Kuiper( dal nome dell’astronomo che ne ipotizzò l’esistenza. È una specie di « ciambella schiacciata» disegnata da almeno un miliardo di corpi che orbitano ben al di là dei pianeti, fino a 150 miliardi di km. Queste comete si muovono lungo orbite quasi circolari che giacciono approssimativamente sullo stesso piano delle orbite dei pianeti (estensione del sistema planetario) .

15 Le meteore e i meteoriti
Entrambi questi termini indicano frammenti di materiale in orbita intorno al Sole, i meteoroidi, troppo piccoli per essere chiamati asteroidi o comete. Quando uno di questi frammenti si avvicina all’orbita della Terra, può essere attratto dal nostro pianeta e attraversarne l’atmosfera. A seconda delle dimensioni dell’oggetto, possono verificarsi due casi : Se il corpo è molto piccolo ( da 0,1 g a qualche kg), l’attrito con l’atmosfera lo rende incandescente e lo da evaporare. Il fenomeno dà origine a una scia luminosa che viene chiamata meteora o stella cadente. Le meteore viaggiano con velocità di decine di km/s e si accendono tra 80 e 120 km di altezza, per poi spegnersi intorno ai 50 km, disintegrandosi completamente. Se il corpo è abbastanza grande da non essere tutto consumato dall’attrito, si parla di meteorite. Alcuni meteoroidi di grandi dimensioni, nel loro impatto con la superficie della Terra, hanno creato crateri che assomigliano a quelli della superficie lunare. Crateri da impatto prodotti da grossi corpi sono rari sulla Terra, ma solo perché l’attività geologica ne cancella le tracce. Mentre meteore isolate si osservano tutto l’anno, a intervalli precisi compaiono sciami di meteore, le spettacolari «piogge di stelle» con centinaia di meteore all’ora. Il più famoso è il Meteor Crater in Arizona, negli Stati Uniti, un’enorme cavità larga circa 1,2 km, profonda 170m

16 I pianeti nani Un pianeta nano è un corpo celeste di tipo planetario orbitante attorno a una stella e caratterizzato da una massa sufficiente a conferirgli una forma quasi sferica, la cui orbita ospita un gran numero di frammenti di tipo diverso che, a causa della forza di attrazione gravitazionale troppo debole, non sono stati aggregati nella struttura planetaria. --- Eris, corpo trans – nettuniano, scoperto nel 2005 alla periferia estrema del Sistema Solare, al di là della fascia di Kuiper --- Plutone, classificato fino al 2006 come pianeta, è ora considerato tra i corpi trans-nettuniani. Si tratta di un corpo più piccolo della Luna, formato da polveri e gas congelati(metano e ammoniaca alla T° di -236 °C) che percorre la sua orbita intorno al Sole in 248 anni accompagnato da un satellite, Caronte. Ha un diametro di 2300km, circa 1/5 di quello della Terra. Makemake è il terzo pianeta nano per dimensioni del sistema solareIl suo diametro è pari all'incirca a 3/4 di quello di Plutone. La sua orbita è per intero situata esternamente rispetto all‘orbita di Nettuno e pertanto è corretto definirlo un oggetto transnettuniano. Cerere, il più grande asteroide conosciuto che orbita nella fascia degli asteroidi. ------ --- Haumea Il 17 settembre 2008, è stato classificato come pianeta nano e denominato Haumea in onore di una dea hawaiana della fertilità.