Pagina del SISTEMA SOLARE e dei PIANETI

Sistema solare

Il sistema solare è il sistema planetario costituito da una varietà di corpi celesti mantenuti in orbita dalla forza di gravità del Sole;
vi appartiene anche la Terra. È costituito da otto pianeti, dai rispettivi satelliti naturali,
da cinque pianeti nani e da miliardi di corpi minori. Quest'ultima categoria comprende gli asteroidi, in gran parte ripartiti fra due cinture asteroidali (la fascia principale e la fascia di Kuiper), le comete, le meteoroidi e la polvere interplanetaria.
Il sistema solare è composto dal Sole, da quattro pianeti rocciosi interni, dalla fascia principale degli asteroidi, dai quattro giganti gassosi esterni, da cinque pianeti nani, dalla cintura di Kuiper, dal disco diffuso e dalla ipotetica nube di Oort, sede di gran parte delle comete.
Il vento solare, un flusso di plasma generato dall'espansione continua della corona solare, permea l'intero sistema solare. Questo crea una bolla nel mezzo interstellare conosciuta come eliosfera, che si estende fino oltre alla metà del disco diffuso.
In ordine di distanza dal Sole, gli otto pianeti sono: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.
A metà 2008 cinque corpi del sistema solare sono stati classificati come pianeti nani: Cerere, situato nella fascia degli asteroidi, e altri quattro corpi situati al di là dell'orbita di Nettuno, ossia Plutone (in precedenza classificato come il nono pianeta), Haumea, Makemake, e Eris. Sei dei pianeti e tre dei pianeti nani hanno in orbita attorno a essi dei satelliti naturali; inoltre tutti i pianeti esterni sono circondati da anelli planetari, composti di polvere e altre particelle.
Le dimensioni del sistema solare sono difficilmente definibili; approssimativamente lo si può considerare come una sfera irregolare con un diametro di circa 80 UA. All'interno del sistema solare lo spazio tra un corpo celeste e un altro non è vuoto: esso è permeato dal cosiddetto mezzo interplanetario, comprendente pulviscolo, gas e particelle elementari.
Il Sole ha una particolare importanza sia perché è l'unica stella, e quindi l'unica fonte di energia termica del sistema, sia perché ne rappresenta con ottima approssimazione il centro gravitazionale. La massa solare, infatti, costituisce circa il 99,9% della materia presente nel sistema.
Il sistema solare si trova in un braccio della Via Lattea, poco lontano dal disco galattico, dal cui centro dista quasi 28 000 anni luce. Esso compie una rivoluzione all'interno della stessa Galassia, percorrendo un'orbita ellittica; dalla Terra, il moto sembra essere diretto verso una direzione apparente. La velocità di rivoluzione media è pari a circa 250 km/s, e per compiere una rivoluzione completa il sistema solare impiega circa 230 milioni di anni.

VIVIAMO IN UN MONDO BELLISSIMO

L'origine del sistema solare

Si pensa che il Sole e i pianeti si siano formati da una nebulosa di gas interstellari in contrazione, circa 4,6 miliardi di anni fa. L'ipotesi di un'origine comune trova conferma nell'analisi di alcune regolarità di comportamento dei pianeti, che ruotano attorno al Sole muovendosi tutti nello stesso verso, a parte Venere ed Urano, e percorrendo orbite sostanzialmente complanari.
Secondo le attuali teorie, la nebulosa primordiale aveva una temperatura molto bassa ed era costituita da idrogeno, elio, una grande varietà di elementi chimici più pesanti e polveri.
Circa 5 miliardi di anni fa al centro della nebulosa si sarebbe creata una parte più densa e di conseguenza la nube, sotto la spinta della forza gravitazionale, avrebbe cominciato a contrarsi.
In pochi milioni di anni, nella zona centrale, la densità e la temperatura sarebbero aumentate e si sarebbe formato il proto-Sole. Contemporaneamente, la contrazione avrebbe causato un aumento della velocità di rotazione e della forza centrifuga del sistema. Così la nube si sarebbe appiattita, assumendo un aspetto simile a un disco rotante intorno al Sole. Il collasso gravitazionale della massa del proto-Sole avrebbe causato un incremento della temperatura nella zona più centrale.
Nelle fasi finali del processo, un forte vento solare avrebbe trascinato verso le regioni più esterne tutti gli elementi leggeri, soprattutto l'idrogeno e l'elio.
Mentre il nucleo del proto-Sole si riscaldava fino a raggiungere le temperature necessarie per le reazioni termonucleari, nel disco circostante accrescevano alcuni corpi attraverso delle collisioni e attirando frammenti più piccoli presenti nello spazio circostante. Si sarebbero formati così i proto-pianeti, dai quali sarebbero derivati gli attuali pianeti, mentre il proto-Sole si trasformava in una stella gialla e stabile.
Struttura
Il Sole è una sfera di gas incandescenti che produce continuamente energia. Il suo nucleo ha temperature e densità elevatissime, per cui i nuclei di idrogeno si fondono insieme formando elio. Queste reazioni liberano un'enorme energia, che attraversa la zona di radiazione e di convezione, giunge alla superficie (fotosfera) oltrepassa l'atmosfera solare (cromosfera) e si libera nello spazio.
Generalità
Il principale corpo celeste del sistema solare è il Sole, una stella della sequenza principale di classe spettrale G2 V (nana gialla), contenente il 99,86% di tutta la massa conosciuta nel sistema solare. Giove e Saturno, i due pianeti più massicci che orbitano attorno al Sole, costituiscono più del 90% della massa restante. La maggior parte dei grandi oggetti in orbita intorno al Sole sono in un piano simile a quello dell'orbita terrestre, chiamata eclittica. Tipicamente, il piano di orbita dei pianeti è molto vicino a quello dell'eclittica mentre le comete e gli oggetti della cintura di Kuiper hanno un angolo significativamente maggiore rispetto al nostro. Tutti i pianeti e la maggior parte degli altri oggetti orbitano nello stesso senso della rotazione del Sole, in senso antiorario dal punto di vista di un osservatore situato al di sopra del polo nord solare. Certi oggetti orbitano in un senso orario, come la cometa di Halley. Le traiettorie degli oggetti che gravitano intorno al sole seguono le leggi di Keplero. Sono approssimativamente delle ellissi di cui uno dei fuochi è il Sole. Le orbite dei pianeti sono quasi circolari mentre quelle dei corpi più piccoli presentano una maggiore eccentricità e possono risultare molto ellittiche. La distanza di un corpo dal Sole varia durante la sua rivoluzione. Il punto più vicino al sole dell'orbita di un corpo si chiama perielio, mentre il più lontano è l'afelio. Il sistema solare è diviso in due zone distinte, il sistema solare interno include i quattro pianeti tellurici e la cintura di asteroidi. Il resto del sistema viene considerato sistema solare esterno. La maggioranza dei pianeti del sistema solare possiede il loro proprio sistema secondario. I corpi planetari in rotazione intorno a un pianeta sono chiamati satelliti naturali o lune. La maggior parte delle più grandi lune compiono la propria rivoluzione su un'orbita sincrona, presentando sempre la stessa faccia al pianeta intorno alla quale orbitano. I quattro pianeti più grandi hanno anche degli anelli planetari.
I pianeti e i loro movimenti
I pianeti del sistema solare.
Nel 2003 Michael E. Brown, astronomo californiano, con un'equipe di studiosi ha scoperto quello che ritenne essere il decimo pianeta del sistema solare. Il nuovo planetoide, conosciuto inizialmente come 2003 UB313 e successivamente ribattezzato Eris, fu identificato come l'oggetto più distante in orbita intorno al Sole. Sono stati successivamente riconosciuti pianeti nani più distanti di Plutone, come Makemake e Haumea.
Spesso i pianeti si distinguono in interni ed esterni, a seconda della posizione rispetto alla Terra, o in rocciosi e gassosi, a seconda della struttura.
Il tempo impiegato da un pianeta per compiere un giro attorno al proprio asse è detto giorno, mentre il periodo che impiega un pianeta per compiere una rivoluzione completa intorno al Sole è detto anno.
I pianeti compiono la loro rivoluzione intorno al Sole percorrendo orbite che sono quasi complanari con l'orbita terrestre (piano dell'eclittica); sia il moto di rivoluzione che quello di rotazione si svolgono inoltre in senso antiorario a partire da ovest (ad eccezione di Venere e Urano).
L'inclinazione degli assi di rotazione rispetto al piano orbitale, in tutti i pianeti, non si discosta molto dalla perpendicolare, a eccezione di Urano, che ruota coricato sul piano dell'orbita.
Il moto che i pianeti svolgono intorno al Sole segue tre leggi empiriche fondamentali note sin dal XVII secolo, e denominate leggi di Keplero. Caratteristiche dei pianeti terrestri e gioviani La struttura interna dei pianeti rocciosi.
I pianeti sono molto diversi l'uno dall'altro per composizione, dimensioni, temperatura e altre caratteristiche.
I pianeti conosciuti del sistema solare sono nove. In ordine di distanza dal Sole si succedono dapprima i pianeti cosiddetti terrestri, in quanto costituiti da materiali rocciosi: Mercurio, che è piccolo e caldo; Venere, che percorre la sua orbita di rivoluzione a una velocità estremamente bassa; dopo la Terra, Marte, che appare rosso, con due calotte polari di ghiaccio molto ben distinguibili. Seguono quindi i pianeti cosiddetti giovani, in quanto più simili a Giove per composizione: Giove, il più grande del sistema solare, con un volume pari a 1400 volte quello della Terra; Saturno, contornato da un sistema di anelli e da più di 20 satelliti; Urano e Nettuno, che appaiono di colore verde-azzurro per il metano presente nella loro atmosfera; infine Plutone, di cui si sa poco, compie la sua orbita di rivoluzione a una distanza media di 5,9 miliardi di km, in 247,7 anni.
In base alle caratteristiche chimico fisiche i pianeti possono essere distinti in due gruppi: i pianeti di tipo terrestre (Mercurio, Venere, Terra e Marte), cioè simili alla Terra, e i pianeti di tipo gioviano (Giove, Saturno, Urano, Nettuno), cioè simili a Giove.
Le differenze tra i due tipi di pianeti sono numerose: innanzitutto i pianeti terrestri hanno tutti una massa piccola, nessuno o pochi satelliti e bassa velocità di rotazione, mentre i pianeti gioviani hanno grande massa, diversi satelliti ed elevata velocità di rotazione. Per questo motivo i pianeti gioviani hanno una forma più schiacciata ai poli rispetto a quelli terrestri. Inoltre i pianeti terrestri hanno una densità che è in media cinque volte quella dell'acqua, mentre la densità dei pianeti gioviani è solo 1,2 volte quella dell'acqua.
La struttura interna dei pianeti gioviani.
Esaminando la loro composizione, si è notato che i pianeti di tipo terrestre sono essenzialmente costituiti da materiali rocciosi e metallici; i pianeti di tipo gioviano, invece, sono costituiti per lo più da elio, idrogeno e piccole quantità di ghiaccio.
Ancora, l'atmosfera dei pianeti terrestri manca del tutto o comunque è rarefatta, al contrario di quelli gioviani in cui l'atmosfera è molto densa, ed è costituita da idrogeno, elio, ammoniaca e metano.
Infine la temperatura (più elevata nei pianeti di tipo terrestre) e le sue variazioni annue e giornaliere, dipendono da numerosi fattori: la distanza dal Sole, la presenza di un'atmosfera e la sua composizione chimica, l'inclinazione dell'asse di rotazione, ecc.
Pianeti nani e oggetti minori
Tra Marte e Giove si trova la cosiddetta fascia principale degli asteroidi, composta da milioni di oggetti rocciosi caratterizzati da orbite più o meno variabili. Fra di essi, Cerere è attualmente ritenuto l'unico a presentare un equilibrio idrostatico (ovvero una forma sferoidale) e a meritarsi la qualifica di pianeta nano.
Oltre Nettuno si stende un'altra fascia di asteroidi, la fascia di Kuiper, la cui densità effettiva è sconosciuta. Tra questi si trovano Plutone ed Eris, che dal 2006 sono riconosciuti come pianeti nani dall'Unione Astronomica Internazionale.[5] In precedenza Plutone era considerato il nono pianeta.
Sono stati successivamente riconosciuti pianeti nani più distanti di Plutone, come Makemake e Haumea.
Ancora più esternamente, tra 20 000 e 100 000 UA di distanza dal Sole, si ipotizza si trovi la nube di Oort, ritenuta il luogo d'origine delle comete.
Lo Spazio
Lo spazio è una porzione relativamente vuota di universo, posta al di fuori dell'atmosfera dei pianeti. Viene a volte chiamato "spazio esterno" per distinguerlo dallo spazio aereo e dalle locazioni terrestri. Poiché l'atmosfera terrestre non cessa improvvisamente, ma si assottiglia gradualmente, non esiste un confine definito tra atmosfera e spazio. Negli Stati Uniti, chiunque viaggi ad un'altitudine superiore a 80 chilometri viene definito astronauta. La quota di 120 chilometri marca il confine in cui gli effetti atmosferici diventano avvertibili durante il rientro. La Federazione Aeronautica Internazionale adotta la Linea Kármán (100 chilometri) come confine tra atmosfera e spazio. Con il termine Spazio Profondo si intendono regioni vuote dell'universo nello spazio al di fuori dell'orbita terrestre.

Regioni dello spazio
Lo Spazio Interstellare
Lo spazio interstellare; è quella zona non occupata da stelle o sistemi planetari all'interno di ogni galassia; anche qua non esiste il vuoto perfetto, ma si possono incontrare, ioni, atomi, molecole, grani di polvere e raggi cosmici; il tutto sotto forma di mezzo interstellare. Voyager 1 e 2 attraversano l'eliosfera, regione dove si uniscono vento solare e gas interstellare Lo spazio intergalattico; è quello che si estende tra le varie galassie. Questa zona si avvicina molto a quello che per definizione è il vuoto, essendo priva di polveri e detriti; alcune teorie ammettono come densità un atomo di idrogeno per metro cubo, che però non può essere uniforme, essendo questo valore variabile relativamente a tratti di regioni più o meno dense di galassie, oppure alla presenza massiccia di buchi neri.
Il sistema solare comprende altri corpi come i satelliti, che orbitano attorno ai pianeti, e le comete, che ruotano attorno al Sole e hanno un'orbita molto eccentrica e piani orbitali di solito molto inclinati rispetto all'eclittica. Sono presenti anche polveri e gas molto rarefatto concentrati attorno all'eclittica, che diffondono la radiazione solare dando origine alla luce zodiacale.
Asteroidi, meteoriti e comete Asteroidi Gli astronomi definiscono pianeta ogni corpo freddo o inerte (ossia non dotato di luce propria) che percorra un'orbita direttamente intorno al Sole. Sotto questa definizione non rientrano solo i nove pianeti di cui si parla in altra pagina, ma anche un gran numero di corpi celesti più piccoli che percorrono orbite proprie attorno al Sole e possiedono caratteristiche fisiche analoghe ai maggiori. Tali corpi sono chiamati asteroidi o pianetini, per le loro dimensioni assai ridotte rispetto alle normali masse astronomiche. Essi sono raggruppati principalmente nello spazio compreso tra Marte e Giove. In virtù di calcoli approssimativi, gli astronomi sono propensi a credere che esistano circa 40.000 asteroidi in circolazione nello spazio. Alcuni di questi percorrono la loro orbita a breve distanza dal nostro pianeta, rischiando talvolta di immettersi in rotta di collisione.
Attualmente sono circa 5000 i pianetini di cui si conoscono le orbite e le dimensioni. Si tratta in genere di corpi molto piccoli, con un diametro che varia dai 1003 km di Cerere alle poche decine di chilometri di altri (Eros per esempio ha un diametro di 23 km). La loro forma è estremamente irregolare. Sono privi di atmosfera e hanno una temperatura superficiale di 70 °C sotto zero. I loro periodi di rotazione variano dalle 17 alle 4 ore; ruotano attorno al Sole a una distanza che va dai 375 ai 450 milioni di km, con periodi di rivoluzione che si aggirano intorno ai 6 e ai 4 anni. Le loro orbite, pressoché circolari, sono quasi tutte contenute nel piano dell'eclittica ed essi le percorrono in senso antiorario, come i pianeti maggiori.
Meteoriti A volte, contemplando il cielo notturno, capita di scorgere strani punti luminosi simili a stelle che si muovono rapidamente sulla volta celeste e scompaiono dopo qualche secondo. Le traiettorie descritte da questi punti luminosi variano per direzione, ma la maggior parte di essi segue un andamento dall'alto verso il basso. Ecco perché si è dato loro il nome di stelle cadenti. Tale fenomeno di origine celeste era noto agli antichi. Lo storico latino Plinio narra che nel V secolo a.C. cadde sugli argini dell'Egospotami (Chersoneso) un corpo del tutto identico a una stella e grande come un carro. Lo stupore di fronte a tali prodigiosi eventi si accompagnava al terrore per l'ignota provenienza dei corpi, suscitando la convinzione che si trattasse di imperscrutabili segni della volontà di un dio. Nell'antichissima Efeso, così come nei templi di molte altre città greche e romane, erano custodite e venerate pietre cadute dal cielo. Alla Mecca, in Arabia, uno di questi corpi, la cosiddetta Pietra Nera, è custodito da tempi immemorabili in un santuario apposito dove è stato un tempo oggetto di venerazione da parte delle popolazioni indigene politeiste, e ancora oggi dai musulmani. Piogge di pietre di analoga natura sono state registrate durante il Medioevo in Sassonia, nell'823, e a Narni, in Umbria, nel 921.
In età moderna questi fenomeni hanno avuto luogo a Ensishein, in Alsazia, nel 1492 e soprattutto ad Aigle, in Francia, il 26 aprile 1803. Le cronache riportano la descrizione di questi fenomeni con estrema precisione e dovizia di particolari: si parla di una nube di fuoco comparsa all'improvviso nel cielo, che si dissolve con forti detonazioni, provocando una pioggia di 30.000 pietre, ciascuna delle quali pesa diversi chili. Altrettanto famose furono le piogge di Stannern, nel Tirolo austriaco, e di Butsura, in India, nel XIX secolo. Talvolta sul suolo terrestre sono giunti massi di proporzioni considerevoli, come quello precipitato a Meissen, in Germania, nel 1664 e quello di circa 2 q caduto nei pressi di Brescia nel 1883.
In termini astronomici si definisce meteora ogni corpo celeste che, provenendo dallo spazio, si incendia al contatto con l'atmosfera terrestre, consumandosi completamente prima di raggiungere il suolo. Si chiama invece meteorite ogni corpo celeste di eguale provenienza, che, pur incontrando la nostra atmosfera, si incendi e si consumi in gran parte ma non completamente, riuscendo in tal modo a toccare il suolo terrestre. Quelle che comunemente si dicono stelle cadenti sono in realtà meteore; i corpi o le piogge litiche sono invece meteoriti.
L'impatto dei meteoriti di grandi dimensioni con il suolo terrestre crea enormi crateri, che però, con il passare del tempo e a causa dei mutamenti della stessa superficie, appaiono come dei normali avvallamenti del terreno. È quindi assai difficile individuarne l'origine meteoritica. Il cratere più famoso è quello dell'Arizona, Cañon Diablo, del diametro di 1500 m e della profondità di 200 m. Poiché nelle vicinanze sono stati rinvenuti alcuni frammenti meteorici (di ferro, nichel, platino), si è supposto che questo cratere sia stato prodotto dalla caduta, risalente a un'epoca compresa tra 20.000 e 25.000 anni or sono, di un gigantesco bolide. Nel violentissimo urto contro il suolo il bolide si è spaccato in diverse parti, alcune delle quali sono arrivate a toccare addirittura i 600 m di profondità. Un altro bolide, sulla cui natura ancora molti scienziati discutono, è caduto il 30 giugno 1908 lungo il corso del fiume Tunguska, in Siberia. La sua esplosione provocò un frastuono tale da essere udito a centinaia di chilometri e uno spostamento d'aria talmente violento da abbattere alberi a distanze lontane. Vi furono persino due vittime. Nel 1960 un'indagine condotta dall'Accademia Sovietica delle Scienze portò a concludere che il disastro non era stato affatto causato dall'esplosione di un meteorite, bensì dall'urto frontale con la testa di una piccola cometa, del probabile diametro di alcuni chilometri e del peso di circa 1 milione di tonnellate.
Comete
Tra i corpi che si muovono negli spazi celesti, le comete sono senza dubbio i più straordinari, tanto da poter essere paragonati a degli astri ribelli a ogni ordine prestabilito. Esse infatti appaiono e scompaiono misteriosamente, percorrono gli spazi celesti senza tener conto, seppure solo in apparenza, delle leggi che regolano l'intero sistema solare. Inoltre si presentano ornate di code di ogni dimensione e forma, talvolta smilze ed esigue, talaltra davvero impressionanti per lunghezza e spessore.
Le comete sono corpi celesti costituiti dalla stessa materia di cui sono composti tutti gli altri corpi dell'universo. La loro massa è generalmente tanto esigua da far apparire, al confronto, la Luna enorme. Quindi esse non possono provocare catastrofi cosmiche. Il loro movimento nello spazio è regolato dalle leggi della meccanica celeste.
Il nome cometa deriva dal latino coma ("capigliatura") ed è dovuto all'alone luminoso che costituisce la più vistosa caratteristica di questi corpi celesti e suggerisce appunto l'immagine di una chioma fluente. In ciascuna cometa si può distinguere un nucleo, che si presenta come un punto particolarmente luminoso ed è avvolto in un viluppo di vapori detto, appunto, chioma. Queste due parti, il nucleo e la chioma, costituiscono la testa della cometa. Mentre la parte più imponente, la coda, composta di sostanze estremamente rarefatte, costituisce la parte allungata del corpo celeste.
Nel 1997 si è potuta a lungo osservare la cometa Hale-Bopp, alla quale si riferiscono le immagini riportate. E' possibile vedere altre fotografie, scattate in ogni parte del mondo, nel sito dell'Ente spaziale americano, la NASA
La cometa più famosa, perché è stata la prima di cui sono state determinate le leggi del movimento e le successive apparizioni, è la cometa di Halley, così denominata in onore dello scienziato inglese Edmund Halley, che ne calcolò l'orbita. Halley era grande amico e collaboratore di Newton. Studiando il comportamento di alcune comete, volle applicare a esse la teoria newtoniana della gravitazione universale. Egli era convinto che le tre comete avvistate negli anni 1531, 1607 e 1682 fossero in realtà la medesima. Halley calcolò che tale cometa descriveva una rivoluzione intorno al Sole ogni 75 anni circa, predicendo la sua successiva riapparizione alla fine del 1758. Due astronomi e matematici del tempo, Alexis-Claude Clairaut e Joseph-Jérome Lalande, riuscirono per mezzo di calcoli a determinare esattamente la data dell'appuntamento, con l'approssimazione di un mese. Infatti, il 12 marzo 1759 la cometa passò puntualmente al perielio (distanza minima dal Sole), confermando le previsioni. Da quel momento le misteriose "stelle con la coda" furono assoggettate al calcolo, perdendo buona parte del loro fascino leggendario. L'ultima volta che la cometa di Halley è riapparsa nel cielo è stato nell'ottobre 1986.

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