corpi minori
del sistema
solare
La fascia asteroidale all’interno e la fascia di Kuiper all’esterno
Un mosaico, mantenendo le dimensioni reciproche, di alcuni tra i principali “corpi minori” del Sistema solare
Nella zona compresa tra le orbite di Marte e di Giove, tra 2 e 4 U.A., si trovano numerosissimi corpi rocciosi di forma irregolare e
dimensioni variabili da pochi metri ad alcune centinaia di chilometri: gli asteroidi. Sono i residui della formazione planetaria che non
sono stati fagocitati dai pianeti. La loro esistenza è dovuta alla presenza di Giove, il gigante gassoso, che ha impedito la formazione di un
pianeta tra la sua orbita e quella di Marte.
Nella fascia asteroidale si trovano una gran numero di piccoli corpi che hanno orbite fortemente eccentriche che intersecano le orbite
dei pianeti interni. Tra questi, sono tenuti sotto costante controllo i N.E.O. (Near Earth Object) che intersecano l’orbita terrestre. Si tratta
di oggetti potenzialmente pericolosi perché un impatto di un corpo anche di poche centinaia di metri di diametro potrebbe causare la
distruzione di una grande città come Roma.
Per fortuna la frequenza di questi impatti, che era massima quattro e mezzo miliardi di anni fa, è andata via via diminuendo nel tempo,
ma su tempi di scala geologica non si può considerare nulla.
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corpi minori
del sistema
solare
La Cometa Neat osservata al telescopio del Kitt Peak
Il nucleo della cometa Temple I
La struttura cometaria
Ogni anno sulla Terra cadono, sotto forma di meteoriti, un gran numero di corpi e se sommiamo al loro contributo anche quello della polvere
interplanetaria otteniamo una “crescita” di circa 200 tonnellate al giorno. La Terra quindi ogni anno “ingrassa” sempre di più, anche se non con
gli enormi ritmi della fase primordiale.
Sono le comete i veri “corpi erranti” del Sistema solare, quelle che sin dall’antichità si riteneva turbassero il quieto e preciso ordine dei moti
dei corpi celesti. Esse provengono dalla zona più esterna del Sistema solare: la nube di Oort situata oltre le 50.000 U.A. cioè tra 0,3 ed 1,5
anni luce. Le comete sono corpi molto freddi e ghiacciati che si “illuminano”, diventando così visibili, sotto l’azione del vento solare. Alcune di
queste sono periodiche, tra cui la famosa cometa di Halley, altre invece passano senza ritornare nel Sistema solare. Non tutte le periodiche
sono note storicamente, è stato il caso della Hale-Bopp la famosa cometa del 1995 con un periodo di 2537 anni.
Molte comete hanno nel loro nucleo tracce di elementi organici per cui sono state ritenute dei possibili portatori di “vita primordiale”, ipotesi
affascinante, ma ancora molto dibattuta.
Negli ultimi decenni diverse sonde spaziali si sono avvicinate ai nuclei delle comete. La più spettacolare è stata l’osservazione della cometa
Temple I dalla sonda Deep Impact, che nel 2005 ha lanciato un modulo a colpire il nucleo cometario per studiarne la composizione.
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i pianeti nani
ed i transnettuniani
Una ricostruzione del Sistema solare oltre la cintura di Kuiper e la nube di Oort
Nel 2006 l’IAU, l’Unione Astronomica Internazionale, ha ridefinito il concetto di “pianeta” declassificando Plutone, ma dando maggiore dignità a
Cerere e Vesta, i maggiori tra i corpi celesti della fascia asteroidale. Infatti, è stata introdotta la nuova classe dei “Pianeti Nani” di cui fanno
parte Cerere e Vesta, due corpi celesti di forma sferica con diametri rispettivamente di 457 e 263 chilometri che nell’Ottocento occuparono il
ruolo del “pianeta mancante” tra le orbite di Marte e Giove.
La novità maggiore è che Plutone è ora considerato solo come uno di un gran numero di nuovi oggetti che, trovandosi oltre l’orbita di Nettuno,
sono stati chiamati transnettuniani.
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i pianeti nani
ed i transnettuniani
Plutone visto dal Telescopio Spaziale HST ora fa parte degli oggetti Transnettuniani
Il “pianeta nano” Cerere osservato dal Telescopio Spaziale HST
Il “pianeta nano” Vesta osservato dal Telescopio Spaziale HST
Dagli anni novanta ad oggi il numero dei transnettuniani è aumentato notevolmente, confermando quindi la reale
esistenza della fascia di Kuiper. Si tratta di corpi freddi e lontani con periodi di rivoluzione di centinaia di anni ed orbite
fortemente ellittiche ed inclinate. Il loro numero ha superato il migliaio e recentemente è stato scoperto Eris, con il suo
satellite Disnomia, con un diametro di 2.400 chilometri, superiore a quello di Plutone pari a 2.300 chilometri.
Questi oggetti sono probabilmente i residui della nascita dei pianeti, scagliati in questa remota regione del Sistema solare
in seguito alle interazioni con i pianeti giganti. La lontana periferia del Sistema solare si rivela straordinariamente ricca.
Si ritiene infatti che, per ragioni puramente statistiche debbano esistere più di 100000 oggetti con diametro superiore ai
100 km tra le 50 U.A. ed alcune decine di migliaia di Unità Astronomiche. E oltre, cosa si sospetta possa esistere?
A metà del secolo scorso, l’astronomo olandese Jan Oort ha ipotizzato l’esistenza di una zona ancora più distante, oltre
le 50000 U.A. e fino agli estremi confini del Sistema solare. Nota come nube di Oort, questa immensa regione sferica è il
serbatoio delle comete a lungo periodo, come ad esempio la famosa cometa Hale-Boop scoperta nel 1995 e con periodo
orbitale stimato in circa 2500 anni.
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le esplorazioni
spaziali
La sonda Voyager I ha esplorato i pianeti esterni dal 1977 al 1989
La sonda Galileo ha visitato Giove dal 1995 al 2003
La sonda Cassini è dal 2001 ancora in orbita nel sistema di Saturno
Dopo i primi lanci di satelliti destinati allo studio dell’atmosfera terrestre sul finire degli anni ’50 del XX secolo, l’attenzione fu rivolta dapprima alla
Luna e poi ai pianeti del Sistema solare. L’intero Sistema solare è così diventato un grande laboratorio, sottratto in parte all’osservazione “passiva”
degli astronomi. Tra i numerosi successi, ricordiamo innanzitutto le sonde Voyager 1 e 2, che dal 1979 in circa dieci anni esplorarono tutti i
pianeti. Al contrario di Giove e Saturno, quella è stata l’unica occasione per osservare Urano e Nettuno “in loco”. Le due sonde inoltre sono gli
unici due manufatti umani che, a distanza di 40 anni, stanno viaggiando oltre i confini del Sistema solare.
Dopo i Voyager, cambiò la filosofia dell’esplorazione spaziale privilegiando sonde più leggere e quindi meno costose, ma anche più efficienti.
La sonda Galileo ha visitato il sistema di Giove dal 1995 al 2003 e al termine del suo funzionamento è stata fatta precipitare nell’atmosfera di
Giove.
La sonda Cassini, in orbita nel sistema di Saturno e dei suoi satelliti, si è rivelata una missione di grande successo, la cui attività è stata più
volte prolungata. Particolarmente importante è stato il rilascio del modulo Huygens, che ha raggiunto la superficie di Titano (la maggiore
delle lune di Saturno) nel gennaio del 2005. Si è trattato della prima missione dotata di un modulo disceso con successo su di un satellite di un
pianeta esterno.
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le esplorazioni
spaziali
Mars Express è una delle principali missioni ancora in corso attorno Marte
Messenger osserva dopo 30 anni Mercurio
La sonda Venus Express studia l’atmosfera di Venere
Il Mars Express, sonda europea, è solo una delle ultime missioni di esplorazione di Marte. La vera svolta fu dovuta al Mariner 4 che nel lontano
1965 ci mandò le prime 11 immagine ravvicinate della superficie di Marte che sfatarono l’idea dell’esistenza dei “canali marziani”. Ora con il Mars
Express ma anche con il Mars Reconnaissance Orbiter ed i numerosi rover, tra cui Independence ed Opportunity, ed ultimamente il Phoenix Mars
Lander siamo in grado di esplorare con grande dettaglio la superficie del pianeta ed anche di affermare che nel sottosuolo di Marte è presente
acqua sotto forma di ghiaccio e forse interi laghi sotterranei.
Dal marzo 2009, la sonda Messenger è il primo satellite ad orbitare attorno a Mercurio, ad una distanza minima dalla superficie del pianeta
di 200 chilometri e con un periodo di 12 ore per compiere un giro completo. Le prime analisi hanno rivelato la presenza di una atmosfera molto
sottile, composta di calcio, sodio e magnesio.
La sonda Venus Express ha raggiunto Venere nell’aprile 2006 con l’intento di approfondire lo studio della dinamica dell’atmosfera e della
superficie del pianeta. In particolare sembra confermato che la superficie di Venere, già monitorata dalla sonda Magellano, risulta essere
molto giovane. Questo lascia supporre una attività della crosta del pianeta ancora in corso, con movimenti della superficie e vulcani solo
temporaneamente quiescenti.
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le lune dei pianeti
I Pianeti medicei, Io, Europa, Callisto e Ganimede sono i maggiori satelliti di Giove
Una immagine di Europa con, in dettaglio la sua superficie ghiacciata
Parlando di pianeti interni, è possibile azzardare l’ipotesi che essi non possiedono satelliti. In questo senso, la Luna non sarebbe più il satellite della
Terra, ma una delle due componenti di un sistema planetario doppio Terra-Luna. Un esempio di questa tipologia lo si ritrova in Plutone, anch’esso
forma un sistema doppio con Caronte. Ciò che appariva un’eccezione nel Sistema solare, sembra oggi la norma nei numerosi sistemi multipli tra i
corpi transnettuniani.
Da questo punto di vista si può affermare che Deimos e Phobos non sono altro che due asteroidi catturati da Marte la cui instabilità orbitale li
porterà prima o poi all’impatto con il pianeta.
Ben diversa è la situazione nei pianeti giganti. Questi, indipendentemente dal numero complessivo di satelliti in costante aumento, sono veri e
propri sistemi planetari in scala ridotta. Si può quindi parlare di sistema di satelliti per Giove, Saturno, Urano e Nettuno.
I satelliti dei pianeti esterni sono corpi molto freddi di densità inferiore rispetto ai pianeti rocciosi. Le condizioni sono così estreme, ad es. oltre 180
gradi sotto zero per Titano, che persino il metano e gli altri idrocarburi – di cui sono ricchi – si possono trovare in superficie allo stato liquido.
I satelliti medicei di Giove, Io, Europa, Callisto e Ganimede, hanno una grande importanza storica. La loro scoperta nel 1610 ha messo in crisi il
modello geocentrico ed ha segnato la nascita dell’astronomia moderna. Io è caratterizzato dalla presenza di vulcani attivi in quando il suo interno
è mantenuto allo stato semi-fluido dall’intenso effetto mareale di Giove. Europa è un satellite d’acqua. La sua superficie è fratturata da banchi di
ghiaccio flottanti su di un mare sottostante di acqua allo stato liquido profondo decine di chilometri. Callisto e Ganimede sono anch’essi satelliti
ghiacciati, ma la loro intensa craterizzazione da impatto li caratterizza come satelliti che da miliardi di anni non hanno più attività geologica.
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le lune dei pianeti
Mosaico dei Satelliti di Saturno osservati dalla sonda Cassini
Titano, il maggiore dei satelliti di
Saturno,, e l’unico con un’atmosfera
La sonda Cassini ci sta mandando, dal 2004, giorno dopo giorno immagini straordinarie del sistema di satelliti di Saturno, focalizzando le
osservazioni su quei satelliti trascurati dalle missioni Voyager. Titano è una rarità nel Sistema solare: a differenza dei pianeti medicei, esso ha una
spessa atmosfera di azoto, che si pensa ben rappresenti le condizioni dell’atmosfera terrestre ai primordi della formazione planetaria.
Urano e Nettuno hanno numerosi satelliti, oltre la decina. Tritone, il principale dei satelliti di Nettuno, ha una debole traccia atmosferica. Come è
stato dimostrato recentemente per Encelado, satellite di Saturno, Tritone mostra una singolare attività geologica. La sua superficie appare liscia e
povera di crateri, quindi di formazione abbastanza recente. All’epoca del passaggio del Voyager 2, mostrava numerosi vulcani ghiacciati e geyser
nell’atto di eruttare azoto liquido, polveri o composti di metano nella tenue atmosfera, formando dei pennacchi alti fino ad 8 km. Si ritiene che
l’attività geologica di Tritone sia innescata dal riscaldamento stagionale ricevuto dal Sole, a differenza di quella di Io che ha origine dalle forze di
marea provocate dall’interazione gravitazionale con Giove.
Tra i satelliti, Ganimede e Titano hanno dimensioni superiori al pianeta Mercurio, mentre Callisto ed Io hanno un diametro maggiore della Luna.
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