Astronomia.

Presentazione sul tema: "Astronomia."— Transcript della presentazione:

1 Astronomia

2 Cosa è l’astronomia? Astronomia: osservazione e studio dei fenomeni celesti Astrologia: influenza dei fenomeni celesti sulla vita degli uomini

3 Big Bang Teoria di George Gamow Punto di infinita densità Radiazione diffusa

4 Galassie Le galassie, che si formarono circa 600 milioni dopo il Big Bang, sono formate da stelle, gas e polveri: il nome deriva dal greco galaxias che significa "di latte" e fa riferimento alla Via Lattea, la galassia di cui fa parte il sistema solare. Sono classificate secondo la loro forma in: Ellittiche A spirale Irregolari

5 Galassie ellittiche Hanno un'apparenza sferica più o meno allungata con poca materia interstellare e sono formate da stelle generalmente piuttosto vecchie ed evolute, orbitanti attorno ad un centro comune di gravità.

6 Galassie a spirale Sono formate da un disco di stelle e materia interstellare che ruota intorno ad centro di gravità; anche queste sono composte da stelle generalmente di età avanzata. Un buon numero di galassie a spirale mostrano una struttura stellare lineare a forma di barra che attraversa il nucleo, da cui si dipartono i bracci della spirale e vengono chiamate a spirale barrata.

7 Galassie irregolari Sono una grande varietà di galassie che non possono essere classificate né come ellittiche, né a spirale.

8 Le Stelle La durata della vita di una stella dipende dalla massa iniziale e dalla luminosità delle stelle: quelle più grandi consumano il proprio "combustibile nucleare" piuttosto velocemente ed hanno una vita decisamente più breve (qualche decina o centinaio di milioni di anni); quelle più piccole invece bruciano l'idrogeno del nucleo molto lentamente ed hanno un'esistenza molto più lunga (decine o centinaia di miliardi di anni). Non appena l'idrogeno, contenuto nel nucleo della stella, è stato completamente convertito in elio dalla fusione nucleare, la successiva evoluzione della stella segue vie diverse a seconda della massa dell'oggetto celeste.

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10 Le stelle, che si formano all'interno di nubi di gas e polveri, sono corpi celesti che brillano di luce propria trasformando, attraverso reazioni di fusione nucleare, l'idrogeno in elio e sviluppando energia sotto forma di calore e di luce. La formazione di una stella ha inizio quando la nube inizia a collassare sotto la sua stessa gravità.

11 Il graduale collasso della nube porta alla formazione di densi agglomerati di gas e polveri, noti come GLOBULI di BOK, al cui interno si forma la PROTOSTELLA.

12 Se la protostella non raggiunge la massa sufficiente per iniziare la fusione nucleare si trasforma in una nana bruna altrimenti inizia la fase "adulta" delle stelle (SEQUENZA PRINCIPALE), il periodo in cui iniziano le reazioni di fusione nucleare e l'idrogeno viene convertito in elio.

13 Stelle con la massa inferiore a metà di quelle del Sole (chiamate nane rosse). Dopo aver convertito tutto l'idrogeno in elio, si contraggono gradualmente, diminuiscono di luminosità ed evolvono in nane bianche costituite prevalentemente da elio. Queste si dovrebbero spegnersi trasformandosi in nane nere, tuttavia, poiché la durata della sequenza principale per una stella di questo tipo è stata stimata sugli 80 miliardi di anni e l'universo ha un'età di "solo" 13,7 miliardi di anni, nessuna nana rossa ha mai avuto il tempo di trasformarsi in nana nera.

14 Stelle con la massa compresa tra 0,5 ed 8 masse solari: alla fine della fase adulta, il nucleo subisce un collasso gravitazionale, incrementando la propria temperatura, mentre gli strati più esterni, si espandono e si raffreddano, assumendo di conseguenza una colorazione tendente al rosso. A questo punto la stella si trasforma in una fredda ma brillante gigante rossa con un nucleo inerte di elio e un guscio in cui prosegue la fusione dell'idrogeno e permane in questa fase per circa un miliardo di anni

15 Quando il nucleo raggiunge la massa sufficiente, una complessa serie di contrazioni e collassi gravitazionali provoca un forte innalzamento della temperatura nucleare sino ad oltre 100 milioni di kelvin, l'elio fonde in carbonio e ossigeno e si forma una nebulosa planetaria al cui centro rimane un nucleo di materia, la nana bianca con una temperatura di milioni di kelvin che si raffredderà trasformandosi, anche lei, in una nana nera. Come è stato detto precedentemente, si tratta di un modello teorico, poiché sino ad ora non è stata ancora osservata alcuna nana nera perché gli astronomi ritengono che il tempo previsto perché una nana bianca si raffreddi del tutto sia di gran lunga superiore all'attuale età dell'Universo.

16 Stelle con la massa superiore a 8 masse solari: quando termina il processo di fusione dell'idrogeno in elio ed inizia la conversione di quest'ultimo in carbonio, le stelle si espandono raggiungendo lo stadio di supergigante rossa.

17 Continua il collasso del nucleo fino ad una grande esplosione della stella in una brillantissima SUPERNOVA che spesso ha una luminosità tale da superare, anche se per breve tempo, la luminosità complessiva dell'intera galassia che la ospita. Le supernovae esplose in epoca storica nella Via Lattea furono osservate ad occhio nudo dagli uomini, che le ritenevano erroneamente delle "nuove stelle" (da cui il termine nova utilizzato inizialmente per designarle) che comparivano in regioni del cielo dove prima non sembravano essercene come la Nebulosa del Granchio, il resto della supernova SN 1054 esplosa il 4 luglio 1054 nella costellazione del Toro

18 Stella di neutroni: è una stella che ruota velocissima su sé stessa

19 Buco Nero: è una regione di spazio da cui non esce né la luce né la materia

20 La stella più grande

21 Sistema Solare Il Sistema Solare ha 5 miliardi di anni fa quando una nube di polvere ha iniziato a collassare: nella zona centrale si è formato il Sole mentre le particelle delle zone periferiche si sono unite costituendo i pianeti e gli altri corpi celesti. La massa del sistema è concentrata quasi tutta all'interno del Sole (circa il 99%): tutti i pianeti ruotano intorno al proprio asse (moto di rotazione) in senso antiorario (da ovest ad est tranne Venere che si muove in senso inverso) e intorno al Sole (moto di rivoluzione) seguendo orbite che giacciono all'incirca sullo stesso piano. Possiamo distinguere i pianeti in due gruppi: interni o terrestri: Mercurio, Venere, Terra e Marte formati da elementi pesanti come il ferro e con pochi satelliti. esterni o gassosi: Giove, Saturno, Urano, Nettuno formati da idrogeno, elio e altri gas e con molti satelliti Tra questi due gruppi ci sono una serie numerosa di corpi rocciosi, la fascia di asteroidi. Plutone non è più considerato un pianeta perchè, pur essendo tra i pianeti esterni, è roccioso e la sua orbita non si trova sul piano delle orbite degli altri pianeti. Tutti i pianeti si muovono intorno al sole seguendo la legge di gravitazione universale di Newton e le leggi di Keplero. Secondo la legge di gravitazione universale i corpi si attirano con una forza che è direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Secondo le tre leggi di Keplero, tutti i pianeti hanno orbite ellittiche, sono più veloci quando sono più vicini al Sole (perielio) e più lenti quando sono lontani (afelio) e il tempo che impiegano a percorrere l'orbita è direttamente proporzionale alla loro distanza dal Sole.

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24 Asteroide Composizione chimica simile a un pianeta, è piccolo, non sferico e diametro non più grande di qualche decina chilometri. Residui del disco protoplanetario che non sono stati incorporati nei pianeti, durante la formazione del sistema. Residuo di vecchie comete che hanno perso il ghiaccio Orbite ad elevata eccentricità. La maggior parte degli asteroidi orbitano tra Marte e Giove, in una regione conosciuta come fascia principale. Non possono riunirsi a causa della gravità di Giove. Al contatto con l'atmosfera terrestre si disintegra completamente e si forma una striscia di luce (meteora o stella cadente); se una piccola parte arriva fino a terra prende il nome di meteorite.

25 Comete Simile a asteroide ma composto prevalentemente di ghiaccio. Le comete che entrano nel sistema interno, e si rendono quindi visibili ad occhi umani, hanno spesso orbite ellittiche e sono composte, per la maggior parte, di sostanze volatili come anidride carbonica, metano e acqua ghiacciati, con mescolati aggregati di polvere e vari minerali. La sublimazione (il passaggio di stato da solido a gas) delle sostanze che formano la testa della cometa, in prossimità del Sole, causa la formazione della chioma e della coda. La coda è doppia, una di colore azzurro formata da gas e una, di colore rosso, formata dalle polveri. I ripetuti passaggi vicino al Sole le spogliano progressivamente degli elementi più leggeri fino a quando la coda non si può più formare e rimane solo il materiale roccioso che può svanire in una nuvola di polveri oppure, se è più consistente, formare un asteroide, che non subirà più cambiamenti.

26 Il Sole Il Sole, la stella più vicina a noi, è suddivisa in involucri concentrici: il nucleo che comprende il 10 % del volume totale della stella, ma costituisce oltre il 40 % della sua massa totale, ha una temperatura di circa 15 milioni di gradi K. la zona radiativa che assorbe l'energia prodotta dal nucleo e la trasmette per irraggiamento (come un calorifero) agli strati superiori. In questa zona non ci sono moti convettivi quindi non c'è trasferimento di materia. la zona convettiva che si trova nella porzione più esterna del Sole: l'area è caratterizzata da temperature inferiori rispetto alla zona radiativa per cui l'energia ed il calore non possono essere trasferiti attraverso l'irraggiamento, ma tramite moti convettivi. La materia più calda e meno densa viene portata in superficie, dove cede parte della propria energia termica; una volta raffreddata, la materia sprofonda di nuovo alla base della zona convettiva, dove riceve nuovamente il calore proveniente dalla zona radiativa. A differenza dello strato sottostante, dunque, nella zona convettiva la materia è in costante movimento. la fotosfera, è lo strato superficiale del Sole, al di sotto del quale la stella diviene opaca alla luce visibile. Ha uno spessore di qualche centinaio di chilometri e una temperatura di circa 6000 gradi Kelvin. Nella fotosfera sono visibili le macchie solari che sono regioni della fotosfera ad una temperatura più bassa (4000 gradi K). Cromosfera (parola greca che significa colore) sottile fascia di 2000 km chiamata così a causa dei suoi brillamenti colorati visibili subito prima e subito dopo le eclissi totali di Sole. È un sottile involucro costituito da gas rarefatto che appare di colore rossastro La corona solare che non ha una forma e una altezza ben definita ed è formata da gas rarefatti a temperatura elevata. Il vento solare è formato da particelle e radiazioni che arriva fino al limite dell'atmosfera terrestre. Il ciclo solare (detto anche ciclo dell'attività magnetica solare) è il tempo, della durata media di undici anni, che intercorre tra un periodo di minimo dell'attività solare e il successivo minimo; la lunghezza del periodo non è strettamente regolare ma può variare tra i dieci e i dodici anni.

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28 La luna La luna, che è l'unico satellite della terra, si trova ad una distanza di circa km, ha un raggio che misura circa un quarto di quello terrestre (1700 km), ruota intorno al proprio asse e intorno al nostro pianeta in circa 28 giorni (questo è il motivo per cui vediamo sempre e solo la stessa faccia), è formata da pianure (mari) e da crateri molto profondi (fino a 7 km), ha una gravità pari a un sesto di quella terrestre e una composizione del terreno molto simile a quella del nostro pianeta. Secondo l'ipotesi più accreditata, alcuni materiali, già in orbita intorno alla terra, si sono aggregati e hanno costituito il nostro satellite. Fasi lunari Durante la sua orbita la luna non è sempre visibile allo stesso modo: ognuna delle 4 fasi dura, circa, una settimana e ha un nome diverso: luna nuova o novilunio in cui la Luna si trova tra la Terra e il Sole. In questo periodo sorge alle 6 e tramonta alle 18. primo quarto quando la luna si trova a 90° rispetto al Sole (quadratura). Sorge alle 12 e tramonta alle 24. luna piena o plenilunio in cui la Terra si trova tra il Sole e la Luna. Sorge alle 18 e tramonta alle 6. ultimo quarto quando la luna si trova nuovamente a 90° rispetto al Sole (quadratura). Sorge alle 24 e tramonta alle 12.

29 Fasi lunari

30 Eclissi Tutti i corpi che non brillano di luce propria ma sono visibili perchè illuminati dalle stelle possono subire o creare delle eclissi. Ogni volta che Terra, Luna e Sole sono allineate, l'ombra della Terra copre parzialmente o completamente la Luna oppure la Luna copre parzialmente o completamente il Sole: nel primo caso si parla di eclissi lunare, nel secondo di eclissi solare. Questo fenomeno dovrebbe accadere ad ogni plenilunio o novilunio, in realtà, questo non succede perchè i piani delle orbite della Luna e della Terra sono inclinati l'uno rispetto all'altro di circa 5°: quindi abbiamo le eclissi solo in novilunio o plenilunio e se i tre corpi celesti sono allineati (linea dei nodi). L'eclissi lunare può essere totale o parziale mentre quella solare può essere, totale, parziale o anulari

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32 Rivoluzione e rotazione
Rivoluzione Il moto di rivoluzione è il movimento che la terra compie da ovest verso est descrivendo un'orbita lunga 930 milioni di chilometri: tale movimento si compie in 365 giorni e l'asse risulta sempre inclinato di circa 66° rispetto al piano dell'eclittica (ossia il piano dell'orbita). Le conseguenze di questo movimento sono l'alternarsi delle stagioni e la diversa durata del dì e della notte. Non essendo perpendicolare al piano dell'orbita, il circolo di illuminazione è diverso a seconda del periodo dell'anno: il 21 marzo e il 23 settembre (equinozio di primavera e d'autunno) passa per i Poli terrestri e la notte è uguale al dì, il 21 giugno (solstizio d'estate) si ha la massima durata del giorno (nell'emisfero boreale o nord) e il 21 dicembre (solstizio d'inverno) la minima durata del giorno (sempre nel nostro emisfero). Rotazione La terra, il cui raggio è circa di 6000 km (maggiore all'equatore e minore ai poli) e ha la forma di un ellissoide leggermente schiacciato ai poli, ruota da ovest verso est intorno ad un asse immaginario (che incontra la superficie al polo Nord e al polo Sud) in 24 ore (giorno solare) se il nostro punto di riferimento è il Sole oppure in 23 ore, 56 minuti e 4 secondi se il nostro riferimento è una stella (giorno sidereo). La conseguenza più importante di questo movimento è l'alternarsi del dì e della notte.

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38 Eclissi

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