I PIANETI
Intorno al Sole orbitano nove pianeti e un numero imprecisato di asteroidi e comete. I pianeti sono,
in ordine di distanza dal Sole: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno e
Plutone. I pianeti da Mercurio a Saturno sono visibili ad occhio nudo, e sono conosciuti fin
dall'antichità, mentre gli altri sono stati scoperti negli ultimi tre secoli.
Mercurio e Venere sono i cosiddetti pianeti interni, poiché la loro orbita è contenuta all'interno di
quella della Terra. Il disegno evidenzia come dalla Terra questi pianeti non possono apparire
discosti dal Sole più di un certo angolo, che è di circa 47° per Venere e circa 28° per Mercurio. Le
posizioni reciproche della Terra e di un pianeta interno sono:
Congiunzione superiore – quando
la Terra, il pianeta e il Sole sono
allineati, con il pianeta alla
massima distanza dalla Terra
Congiunzione inferiore – quando
la Terra, il pianeta e il Sole sono
allineati, con il pianeta alla
minima distanza dalla Terra
Quadratura – quando il pianeta
Elongazione occidentale
presenta la massima distanza
apparente (angolare) dal Sole: si
Congiunzione
ha una elongazione est quando il
Congiunzione
inferiore
pianeta appare tramontare dopo il
superiore
Terra Sole, e una elongazione ovest
quando il pianeta appare sorgere
Sole
prima del Sole.
Elongazione orientale
le posizioni relative della Terra e di un pianeta interno
Mercurio
Le posizioni relative di un pianeta
interno e della Terra fanno sì che
si verifichino delle fasi analoghe
alle fasi lunari. In prossimità della
congiunzione inferiore il pianeta
si trova tra noi e il Sole, e quindi
rivolge verso di noi il lato non
illuminato: appare allora come
una falce sottile. Alle massime
elongazioni sarà illuminato per
metà e sarà completamente
illuminato in prossimità della
congiunzione superiore. A causa
delle variazioni nella distanza,
tuttavia, la massima luminosità
non corrisponde alla fase “piena”
come nel caso della Luna.
Mercurio è un pianeta di
osservazione difficile, essendo
visibile
solo
in
prossimità
dell'orizzonte,
durante
il
crepuscolo, e per periodi limitati.
E' grande una volta e mezzo la
Luna, è privo di atmosfera e ha
una superficie che ricorda molto quella del nostro satellite. E' stato esplorato in parte dalla sonda
Mariner 10. Orbita intorno al Sole in 88 giorni e compie una rotazione sul proprio asse in 59 giorni.
Sulla sua superficie si raggiungono i 420°C durante il giorno e i -180° durante la notte. Al
telescopio è possibile riconoscere la fase e poco altro. I grandi osservatori del passato potevano
distinguere così poco sulla sua superficie che fino agli anni '60 si credeva che il periodo di rotazione
del pianeta fosse uguale a quello di rivoluzione!
Venere è l'astro più luminoso del cielo dopo il Sole e la Luna.
E' visibile per lunghi periodi al tramonto o all'alba. E' talmente
luminoso che in condizioni di ottima trasparenza atmosferica è
individuabile ad occhio nudo anche di giorno. Il telescopio
permette di seguirlo lungo quasi tutta l'orbita, osservando di
notte quando il pianeta è lontano dal Sole e di giorno quando è
più vicino (facendo naturalmente attenzione a non puntare il
telescopio sul Sole: è consigliabile, cercando Venere di giorno,
fare in modo che il telescopio sia all'ombra in modo da non
poter puntare il Sole nemmeno per sbaglio. Guardare al
telescopio il Sole senza un adeguato filtro solare provoca
immediatamente una cecità irreversibile). Venere ha una spessa
atmosfera di anidride carbonica e azoto, e nubi di acido
solforico lo ricoprono interamente, rendendolo di colore
Venere
bianco-giallastro. La superficie è un deserto roccioso,
inosservabile a causa delle nubi, a una temperatura pressoché
uniforme di 480°C. Osservazioni radar hanno rivelato crateri meteorici e vulcani. Al telescopio si
può facilmente osservare la fase, mentre la visione dei dettagli dell'atmosfera è difficile, e richiede
un buon allenamento. E' interessante notare come, a causa dell'atmosfera di Venere, le fasi non
seguano esattamente la geometria prevista. In prossimità della congiunzione inferiore la luce diffusa
dall'atmosfera crea un anello luminoso intorno alla sagoma scura del pianeta. Quest'anno, l'8 giugno
2004, Venere passerà davanti al Sole, un fenomeno molto interessante da seguire al telescopio
(sempre col filtro solare).
Quadratura
Da Marte in poi i pianeti sono detti esterni, e
possono raggiungere la posizione di
opposizione al Sole da cui sono osservabili in
modo favorevole. Un pianeta esterno presenta
solo fasi molto limitate, che sono evidenti
solo per Marte che appare “gibboso” in
prossimità della quadratura.
Marte è un pianeta grande circa metà della
Terra. Compie una rivoluzione intorno al
Congiunzione
Opposizione Sole in poco meno di due anni terrestri,
Sole
mentre il suo periodo di rotazione è di circa
24 ore e mezza. Il suo asse è inclinato di 25°,
e
questo provoca delle stagioni analoghe a
quelle terrestri. Benché sia un enorme deserto
sabbioso, sulla sua superficie le condizioni
Quadratura
sono più simili a quelle terrestri che in
qualsiasi altro posto nel Sistema Solare. La
temperatura alla superficie è compresa in
genere tra -80°C e -30°C, mentre l'atmosfera,
composta di anidride carbonica e azoto, ha
le posizioni relative della Terra e di un pianeta
una pressione di circa 6/1000 di quella
esterno
Terra
terrestre. Al telescopio sono facilmente osservabili le
calotte polari, composte di ghiaccio d'acqua e di anidride
carbonica e variabili secondo le stagioni. E' possibile
individuare anche alcuni dettagli superficiali, e le grandi
tempeste di polvere che periodicamente si scatenano sul
pianeta. In questo periodo Marte è sottoposto a una
intensa esplorazione da parte delle sonde spaziali, con tre
sonde attive in orbita e due sulla superficie, e altre sonde
ancora in preparazione. Motivo di tanto interesse è la
presenza di evidenti indizi dello scorrimento di acqua
liquida sulla superficie del pianeta in passato: questo
suggerisce che molto tempo fa le condizioni climatiche
fossero diverse, magari tali da permettere lo della vita.
Gli esperimenti delle sonde Viking, negli anni '70, non
hanno permesso di trarre una conclusione definitiva: in
genere si pensa che Marte non ospiti, attualmente, forme
Marte
di vita, ma che forse sia possibile trovare tracce fossili. I
periodi più favorevoli per l'osservazione di Marte si verificano circa ogni 2 anni e 2 mesi; a causa
dell'orbita fortemente ellittica di Marte, in alcune opposizioni (dette “grandi opposizioni”) il pianeta
si avvicina molto alla Terra, diventando un oggetto estremamente interessante anche con piccoli
telescopi.
Giove è il pianeta più grande del Sistema Solare: ha un
diametro di 142800 km (11 volte la Terra) e una massa
318 volte quella terrestre. La sua massa è tanto grande da
superare quella di tutti gli altri pianeti messi insieme. E'
composto principalmente di idrogeno ed elio, con tracce
di ammoniaca, fosforo, zolfo e idrocarburi. L'atmosfera
di Giove mostra una grande varietà di fenomeni, più o
meno facili da osservare al telescopio. Le caratteristiche
più evidenti con un piccolo telescopio sono le due bande
equatoriali scure sullo sfondo più chiaro del pianeta. In
realtà sono osservabili varie bande, tutte orientate nel
verso della rapida rotazione (meno di 10h), oltre a un
gigantesco ciclone permanente, la macchia rossa, che
potrebbe contenere varie volte la Terra al suo interno.
Giove
Anche con un binocolo sono osservabili i quattro
satelliti Galileiani o Medicei: Io, Europa, Ganimede e Callisto. I satelliti ruotano piuttosto
rapidamente intorno al pianeta, con periodi di pochi giorni, ed è interessante osservare i fenomeni
che provocano con il pianeta. L'ombra proiettata dai satelliti su Giove è ben visibile con piccoli
telescopi, ed è possibile anche osservare i transiti dei satelliti sul pianeta, le eclissi quando un
satellite si immerge nell'ombra di Giove e le occultazioni, quando un satellite viene nascosto da
Giove. In alcuni periodi, quando il piano equatoriale di Giove è allineato con il Sole e con la Terra, i
satelliti mostrano i cosiddetti fenomeni mutui, occultandosi ed eclissandosi a vicenda.
I satelliti di Giove sono interessanti: Io, grande quanto la nostra Luna, è caratterizzato da enormi
vulcani in continua attività; le forze di marea di Giove, enormemente più forti di quelle che la Luna
opera sulla Terra, provocano un riscaldamento del suo interno che sostiene questa attività. Anche
Europa viene riscaldato
dalle forze di marea di
Giove, ma in modo minore,
e possiede un oceano di
acqua liquida sotto una
spessa crosta ghiacciata, il
Giove e i satelliti Galileiani al telescopio
i satelliti Galileiani di Giove: Io, Europa, Ganimede e Callisto
che lo rende un ottimo candidato per la ricerca di forme di vita, con condizioni che per certi versi
assomigliano a quelle degli oceani della Terra primordiale. Europa è appena più piccolo della Luna.
Ganimede è il più grande satellite del Sistema Solare, con 5270km di diametro, e supera anche le
dimensioni di Mercurio. Callisto, un po' più piccolo di Ganimede, è il più distante dei quattro
satelliti maggiori. Giove possiede innumerevoli altri satelliti, molto più piccoli. Possiede anche un
anello, che però è molto sottile e non è visibile al telescopio, ed è stato scoperto dalla sonda
Voyager 1.
Saturno è il secondo pianeta del
Sistema Solare con 120000km di
diametro; ha una densità molto bassa e
una massa di 90 volte quella terrestre.
La caratteristica più evidente è
l'imponente e spettacolare sistema di
anelli, visibile in qualsiasi telescopio.
Gli anelli sono composti da piccoli
frammenti di materiale ghiacciato che
ruotano intorno al pianeta su orbite
indipendenti; come i solchi di un
Saturno
disco,
mostrano
una
struttura
estremamente complicata ad un esame
ravvicinato. Particolarmente evidente è la divisione di Cassini, visibile con un telescopio da 90mm,
una zona pressoché priva di materiale che divide gli anelli in due parti: l'anello A all'esterno, che
appare più scuro, e l'anello B all'interno, più luminoso soprattutto nella parte più vicina alla
divisione. L'inclinazione del piano degli anelli di Saturno rispetto alla direzione della Terra varia
con un periodo pari a quello di rivoluzione del pianeta (29 anni), per cui, ogni 14 anni, gli anelli
appaiono scomparire essendo visti “di taglio”. Al pari di Giove, l'atmosfera di Saturno ha una
struttura a bande, sebbene sia molto meno evidente, e un certo numero di satelliti visibili al
telescopio, tra cui spicca Titano. Quest'ultimo, con 5100km di diametro, è il secondo satellite del
sistema solare, ed è l'unico ad essere ricoperto da una spessa atmosfera di metano e azoto, che ne
nasconde la superficie. Si attende l'arrivo della sonda Cassini-Huygens per effettuare
un'esplorazione più approfondita di questo mondo che sembra preservare le condizioni chimiche
della Terra primordiale. Ad una temperatura di -180°C Titano potrebbe possedere un “ciclo del
metano” analogo al “ciclo dell'acqua” terrestre. Altri satelliti più o meno facilmente visibili in
telescopi amatoriali sono, in ordine di distanza dal pianet, Mima, Encelado, Teti, Dione, Rea e,
all'esterno dell'orbita di Titano, Iperione e Giapeto. Tutti sono più piccoli della Luna. Anche
Saturno ha un gran numero di piccoli satelliti, scoperti grazie alle sonde Voyager 1 e 2 e alle
osservazioni con i grandi telescopi. L'aspetto degli anelli è fortemente influenzato dalle interazioni
gravitazionali delle particelle che li compongono con i satelliti. Per esempio, la divisione di Cassini
corrisponde a quelle orbite il cui periodo corrisponde a 1/2 di quello di Mima; questa “risonanza
orbitale” ha l'effetto di spostare in altre orbite le particelle che vi si
trovano, creando appunto una zona priva di materiale.
Urano
Urano è stato scoperto nel 1781 da William Herschel, con un
telescopio da 15cm. In realtà è appena visibile ad occhio nudo
(sapendo dove guardare). E' un gigante gassoso di 15 masse
terrestri, con un diametro di circa 50000km, che compie un'orbita
intorno al Sole in 84 anni. Al telescopio appare come un debole
dischetto verdastro di circa 4” di diametro, senza dettagli visibili.
E' possibile osservare i due satelliti più grandi (Titania e Oberon)
con un telescopio da 25cm. Gli altri satelliti sono Miranda, Ariel,
Umbriel e un gran numero di piccoli satelliti. Urano ha un sistema
di anelli, che però sono molto più deboli e sottili di quelli di
Saturno, e inosservabili da Terra. Una particolarità di Urano è
l'inclinazione di 98° del suo asse di rotazione, per cui ogni 42 anni
un polo del pianeta si trova rivolto praticamente verso il Sole. Il
sistema di Urano, come quello di Nettuno, è stato esplorato dalla
sonda Voyager 2.
Nettuno è quasi un gemello di Urano, ma si trova ancora più
lontano dal Sole, percorrendo un'orbita in 165 anni. Venne
scoperto nel 1845, ma la sua esistenza e la sua posizione erano
state predette poco tempo prima in base all'analisi delle
perturbazioni indotte dalla sua massa sul movimento di Urano.
Ha un satellite, Tritone, grande 3/4 della Luna, e numerosi altri
satelliti molto più piccoli. Tritone segue un'orbita retrograda,
cioé guardandolo da nord appare girare in senso orario intorno
a Nettuno, contrariamente a tutti i pianeti che girano in senso
antiorario (diretto) intorno al Sole, e a tutti gli altri satelliti
maggiori. Anche Nettuno ha un sistema di anelli sottili, che
presentano la curiosa caratteristica di alternare segmenti più
densi a zone quasi prive di materiale.
Nettuno
Plutone fu scoperto nel 1930 da Clyde Tombaugh. E' un corpo a parte, grande meno della Luna con
2200km di diametro. Alla distanza di 39 volte quella della Terra dal Sole, richiede grandi telescopi
per essere visto, e non mostra alcun dettaglio, se non osservandolo con il telescopio spaziale
Hubble. La sua orbita, percorsa in 249 anni, è molto eccentrica e lo porta periodicamente all'interno
dell'orbita di Nettuno. Ha un satellite di 1100km, Caronte, con cui forma un vero e proprio sistema
doppio. Una particolarità di questo sistema è che Caronte rivolge sempre la stessa faccia verso
Plutone (come la Luna con la Terra e la maggior parte dei satelliti di tutti gli altri pianeti), ma anche
Plutone rivolge sempre la stessa faccia verso
Caronte. Oggi alcuni considerano Plutone, date
le sue ridotte dimensioni e la sua posizione,
come il più grosso degli asteroidi della “Fascia di
Edgeworth-Kuiper”, la fascia asteroidale che si
estende oltre Nettuno, invece che un pianeta.
Altri invece, in omaggio alla tradizione,
continuano a considerarlo un pianeta.
Certamente è un oggetto importante e che dovrà
essere studiato a fondo nel nostro Sistema
Solare.
Plutone e il suo satellite Caronte
