INDICE
FORMAZIONE DEL SISTEMA SOLARE E DEL SOLE
PIANETI E PIANETINI NANI
I SATELLITI DEI PIANETI
GLI ASTEROIDI
I METEOROIDI: METEORE – BOLIDI – METEORITI
LE COMETE
LA FASCIA DI KUIPER E LA NUBE DI OORT: LE CULLE DELLE COMETE
CHE FINE FARÀ IL NOSTRO SISTEMA SOLARE?
Autore: Giacomo Giampiccolo
FORMAZIONE DEL SISTEMA SOLARE E DEL SOLE.
Il sistema solare occupa uno spazio paragonabile a quello di una sfera con diametro di circa
20.000 miliardi di Km. Sembra uno spazio immenso, ma rispetto all’Universo rappresenta solo
un punto. Il nostro sistema solare si trova a metà strada tra il centro galattico e la periferia,
pressappoco a 30.000 anni luce dal nucleo centrale, il che significa che un raggio luminoso,
viaggiando a 300.000 Km/sec, impiega 30.000 anni per giungere al Sole partendo dal centro
galattico.
Oggi la genesi del Sistema Solare si spiega con la Teoria della Nebulosa Molecolare Primitiva.
A) Circa 5 miliardi di anni fa all’interno della nostra galassia (la Via Lattea), in un punto
periferico (precisamente nel braccio di Orione), esisteva una grande nebulosa (una delle
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Autore: Giacomo Giampiccolo
tante), costituita da gas, polveri, elementi leggeri (come idrogeno al 78 %, elio al 20 % ed
elementi pesanti come carbonio e ferro al 2 %).
B) Ad un certo punto, forse a causa di una esplosione di supernova (B1), una parte della
nebulosa fu costretta a comprimersi (B2), a collassare su se stessa e ad assumere la forma di
un disco appiattito (B3).
C) La temperatura era così bassa (263 gradi sotto zero), che la forza di gravità era più forte
dell'agitazione termica delle particelle. Queste si muovevano così lentamente che la forza di
gravità riuscì ad avvicinarle fino a quando al centro si formò un nucleo di contrazione, dal
quale vennero espulsi nello spazio getti di gas (C1). Per altri 100.000 anni il 99,9 % della
materia circostante continuò a precipitare al centro finché il nucleo raggiuse la massa di una
protostella (C2). A quel punto si arrestò la caduta di materia, ma ne era rimasta solo lo 0,1 %.
La velocità del sole primitivo era maggiore di quella attuale, le sue correnti convettive interne
erano molto intense, le sue protuberanze e le sue macchie solari erano di dimensioni maggiori
delle attuali, la sua luminosità era di circa 6,3 volte ed aveva un raggio di circa 4,5 volte quelli
attuali (C3). Ma il suo nucleo centrale non era ancora in grado d’innescare la reazione di
fusione dell’idrogeno. Il Sole continuò a contrarsi a causa della forza gravitazionale interna e
di conseguenza aumentarono la densità del suo nucleo centrale e la sua temperatura. I nuclei
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Autore: Giacomo Giampiccolo
di idrogeno si fusero in nuclei di deuterio. Ma la reazione di fusione nucleare non era ancora
cominciata (C4). Con l'aumento di densità si ebbe un ulteriore aumento della temperatura,
finchè non si raggiunse quella di 10 milioni di gradi che innescò le reazioni di fusione nucleare.
Il Sole entrò così nella fase dell'età
adulta che è poi quella in cui si trova
ancora oggi (C5). Questa fase detta
anche di "equilibrio stabile" (dove
nessuna delle forze: contrazione ed
espansione riesce ad avere il
sopravvento sull'altra) durerà
ancora per altri 5 miliardi di anni
circa. Lo 0,1 % della materia rimasta
cominciò a raggrupparsi in diverse
sfere di gas che cominciarono a
ruotare attorno alla sfera centrale più densa e più grande e successivamente avrebbero
formato i pianeti. INDICE
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Autore: Giacomo Giampiccolo
PIANETI E PIANETI NANI
Nelle rappresentazioni grafiche del sistema solare le distanze ravvicinate dei pianeti e le loro
proporzioni non corrispondono alla realtà. Ci sono distanze enormi fra i pianeti e, per quanto
riguarda le proporzioni, tutti i pianeti del sistema solare messi insieme pesano in realtà solo
un millesimo del Sole. Del resto sarebbe impossibile fare diversamente; basti pensare che se
la terra fosse grande come un pallone di calcio, per rappresentare il sistema solare in scala
occorrerebbe un'area grande quanto la Svizzera. Nella pagina precedente abbiamo detto che
il Sole raccolse il 99,9 % della materiale gassoso della “Nebulosa Molecolare Primitiva”, e solo
0,1 % di materiale avanzato si raggruppò in diverse sfere di gas che cominciarono a ruotare
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Autore: Giacomo Giampiccolo
attorno alla sfera centrale più densa e più grande. Queste sfere si consolidarono catturando
gli elementi chimici più pesanti che giravano nelle loro vicinanze.
STABILITA' PLANETARIA.
Si formarono così i pianeti del sistema solare, cioè un insieme di corpi celesti diversi fra loro
per natura e dimensioni, ma accomunati per l’origine e costretti a muoversi in uno spazio ben
definito da reciproche forze di attrazione. Tale distribuzione di massa permise all'intero
sistema di raggiungere la stabilità. Soltanto l'equilibrio gravitazionale fra l'attrazione del
Sole e quella degli altri pianeti, infatti consentì alla Terra di godere della sua orbita adatta
alla vita.
I PIANETI.
I 9 pianeti che ruotano attorno al Sole, dal più vicino al più lontano, sono: Mercurio, Venere,
Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone (si nutrono diverse perplessità se
considerarlo un pianeta). Questi pianeti vengono divisi in due gruppi.
PIANETI INTERNI O TERRESTRI.
Ci vollero da 10 a 100 milioni di anni perché si formassero i pianeti rocciosi, che sono 4:
Mercurio, Venere, Terra e Marte. Sono piuttosto piccoli e abbastanza densi, contengono
infatti grandi quantità di elementi pesanti come il ferro, ruotano lentamente attorno al
proprio asse e hanno pochi satelliti.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
PIANETI ESTERNI O GASSOSI.
Ci vollero poco più di 100 milioni perché si formassero i 4 pianeti gassosi: Giove, Saturno,
Urano, Nettuno. Questi pianeti sono grandi e poco densi e contengono in gran parte elementi
leggeri quali idrogeno ed elio, ruotano velocemente attorno al proprio asse ed hanno molti
satelliti. Tutti i pianeti esterni sono circondati da anelli planetari, composti di polvere e altre
particelle.
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, ma che non è
stato in grado di "ripulire" la propria fascia orbitale da altri oggetti di dimensioni
confrontabili: per quest'ultima caratteristica non rientra nella denominazione di pianeta.
Nonostante il nome, un pianeta nano non è necessariamente più piccolo di un pianeta. In teoria
non vi è limite alle dimensioni dei pianeti nani. Si osservi inoltre che la classe dei pianeti è
distinta da quella dei pianeti nani, e non comprende quest'ultima.
A metà del 2006 cinque corpi del sistema solare sono stati classificati come pianeti nani:
Cerere, situato nella fascia principale degli asteroidi, e altri quattro corpi situati al di là
dell'orbita di Nettuno, ossia Plutone (in precedenza classificato come il nono pianeta è stato
inserito fra i pianeti nani perché: è un pianeta esterno ma è gassoso, non è un pianeta interno
perché è il più lontano dei pianeti del sistema solare; la sua orbita è fortemente ellittica e non
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Autore: Giacomo Giampiccolo
giace sullo stesso piano delle orbite degli altri pianeti),
Haumea, Makemake (a sinistra), e Eris (scoperto nel 2005, molto
più lontano da Plutone). Alcuni di questi pianeti nani hanno in
orbita attorno a essi dei satelliti naturali.
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PLUTONE
CERERE
ERIS
HAUMEA
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Autore: Giacomo Giampiccolo
I SATELLITI DEI PIANETI.
I satelliti naturali sono corpi celesti di dimensioni minori dei pianeti che ruotano attorno ad
essi (non ruotano quindi attorno ad una stella). I pianeti gassosi possiedono diversi satelliti;
mentre i pianeti terrestri ne hanno pochissimi o quasi niente come: Mercurio e Venere.
Si presume che ciò sia accaduto perché nell’ultima fase della formazione del sistema solare,
un forte vento solare spazzò via gli elementi più leggeri nelle zone esterne, dove si stavano
formando i giganti gassosi; nelle zone interne rimasero solo pochi elementi pesanti. So circa
60 gli asteroidi più conosciuti, così distribuiti: la Terra ne ha uno (la Luna); Marte ne ha 2
(Fobos e Deimos); Giove 16; Saturno 17; Urano 15; Nettuno 8; Plutone 1.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
Alcuni di questi corpi superano, per dimensioni, anche i più grandi pianeti nani, e due (vedi
Ganimede e Titano) superano addirittura il pianeta più piccolo: Mercurio.
Segue un prospetto dei principali satelliti (non di tutti) del sistema solare classificati in base
al pianeta di appartenenza.
ORIGINE.
Non c’è ancora una teoria ben precisa sulla formazione di questi satelliti, vediamo quali sono le
teorie più accreditate.
• Alcuni scienziati credono che questi oggetti rocciosi primordiali aggregandosi siano stati
catturati dalla forza gravitazionale di corpi con massa maggiore (i pianeti).
• Altri invece ritengono che la loro formazione sia dovuta a materiale espulso dagli stessi
pianeti in seguito ad un grande impatto (ipotesi molto accreditata per la Luna).
ALCUNE CARATTERISTICHE.
La maggior parte dei satelliti naturali conosciuti presenta chiari fenomeni di rotazione
sincrona, completando una rotazione per ogni rivoluzione (come la Luna, rivolgono
sempre la stessa “faccia” al pianeta).
Non si conosce attualmente nessun satellite che possieda a sua volta un satellite: gli
effetti gravitazionali del pianeta primario renderebbero probabilmente le orbite
instabili.
A causa delle loro ridotte dimensioni, pochissimi sono i satelliti del sistema solare
osservabili con strumenti amatoriali: ovviamente la Luna, con le sue fasi e i
numerosissimi dettagli superficiali; i quatto satelliti medicei di Giove (Io, Europa,
Callisto, Ganimede) di cui si possono seguire i movimenti intorno al gigante gassoso e
osservare le ombre proiettate su di esso durante i transiti; le principali lune di Saturno
(Mimas, Encelado, Teti, Dione, Rea, Titano, Giapeto) durante il loro moto intorno al
“Signore degli Anelli”. Con strumenti semi-professionali si possono fotografare Tritone
(satellite di Nettuno) e Titania e Oberon (satelliti di Urano).
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Autore: Giacomo Giampiccolo
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Autore: Giacomo Giampiccolo
GLI ASTEROIDI.
Oltre al Sole, ai pianeti interni ed esterni, ai loro satelliti e ai pianeti nani (come: Plutone ed
Eris) il Sistema Solare comprende anche altri corpi celesti, che non rientrano in nessuna di
queste categorie, ma nonostante ciò
sono molto numerosi: essi sono gli
asteroidi, le meteore, i meteoriti e le
comete. Talvolta questi termini
vengono confusi fra loro o utilizzati
come sinonimi: in realtà identificano
oggetti celesti ben definiti, distinti
l’uno dall’altro.
GLI ASTEROIDI.
Gli astronomi definiscono pianeta ogni
corpo freddo o inerte (ossia non
dotato di luce propria) che percorra
un'orbita direttamente intorno al
Sole. In questa definizione non
rientrano solo i 9 più noti ma anche un
gran numero di corpi celesti più piccoli
che percorrono orbite proprie attorno al
Sole e possiedono caratteristiche fisiche
analoghe ai maggiori. Sono questi
gli Asteroidi o “pianetini” o “planetoidi",
la maggior parte dei quali orbita tra
Marte e Giove, ad una distanza compresa
tra 2 e 4 U.A. dal Sole, in una regione
conosciuta come "Fascia principale degli
asteroidi. Questa fascia occupa lo spazio
fra i due pianeti, che risulta essere molto
più ampio rispetto a quello fra qualsiasi
altra coppia di pianeti del Sistema
Solare: in media infatti ogni pianeta ha
una distanza dal Sole circa 1,3 - 2 volte di
quello successivo, ma nel caso di Marte e
Giove questo valore è circa 3,4.
Il loro nome significa letteralmente “a forma di stella” o “simili a una stella” in quanto,
durante il periodo in cui furono scoperti i primi asteroidi, ovvero intorno all’inizio del 1800,
essi apparivano come punti luminosi, al pari delle stelle: i telescopi dell'epoca non erano tanto
potenti da consentire di comprenderne la natura. Gli astronomi che per primi osservarono gli
asteroidi della fascia principale andavano in realtà alla ricerca di un potenziale pianeta
compreso fra l’orbita marziana e quella gioviana, in grado di giustificare questa grande
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Autore: Giacomo Giampiccolo
distanza apparentemente “vuota”. Si pensa che questi asteroidi non siano stati in grado di
formare in pianeta, probabilmente per la grande forza gravitazionale imposta da Giove, che ne
ha reso difficoltoso l’assemblaggio. La composizione chimica degli asteroidi è formata da
ferro, nichel e roccia.
LA LORO GRANDEZZA.
Le loro dimensioni sono ridotte, da pochi metri a circa 1000 km. Gli asteroidi più grossi sono:
Cerere, con un diametro di circa 950 km, Pallade, e Vesta, di circa 550 km di diametro.
I pianetini più grandi sono quasi sferici, però forme allungate e irregolari sono comuni tra
quelli di diametro inferiore a 150 km.
La maggior parte degli asteroidi, indipendentemente dalle dimensioni, ruota attorno ad assi,
con periodi compresi tra le 5 e le 20 ore; vi sono anche pianetini doppi, cioè dotati di
compagni.
QUELLI PIÙ VICINI ALLA TERRA.
Vicino alla Terra passa un gruppo di asteroidi con orbite molto eccentriche, chiamati Apollo,
che arrivano fin oltre Marte per portarsi, al perielio, tra Venere e Mercurio (uno di questi è
Eros). Orbita ancora più eccentrica presenta Hidalgo, il cui afelio è vicino all’orbita di
Saturno.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
QUELLI CHE RUOTANO VICINI A GIOVE.
Oltre alla fascia principale un altro gruppo importante è quello degli asteroidi troiani, i quali
condividono l’orbita
con Giove e hanno
tutti nomi di eroi
dell’Iliade, come
Achille e Patroclo.
Questi asteroidi,
oltre un migliaio,
sono divisi in due
gruppi: Greci e
Troiani veri e propri
ed hanno orbite
molto simili a quella
di Giove. Poi esistono
i centauri che
orbitano attorno al
Sole in mezzo ai
pianeti giganti,
quindi oltre l'orbita
di Giove.
A seguito di urti
alcuni di questi
asteroidi possono
anche uscire dalla
loro orbita
convenzionale e
avvicinarsi ai pianeti,
attratti dalla forza
gravitazionale di
questi ultimi.
Ovviamente fra i
pianeti soggetti a
questo fenomeno è
compresa anche la Terra, alla quale ogni anno si avvicinano, a volte con apparenza minacciosa,
asteroidi di diametro non superiore a 50 km, che vengono chiamati NEO (Near Earth
Objects).
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Autore: Giacomo Giampiccolo
TRANS-NETTUNIANI.
Le migliorate capacità dei moderni telescopi hanno permesso di estendere le nostre
conoscenze sugli oggetti trans-nettuniani. Oggi vengono comunemente riconosciute tre grandi
distribuzioni asteroidali oltre l'orbita di Nettuno: la fascia di Edgeworth-Kuiper, il Disco
diffuso e la Nube di Oort.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
I METEOROIDI: METEORE – BOLIDI – METEORITI
Con il termine "meteoroidi" sono indicati i frammenti di dimensioni ridotte di una cometa o di
asteroide che orbitano attorno al Sole. Questi meteoridi, dispersi nel sistema solare, hanno
dimensioni che vanno da granellini microscopici fino a 10 Km. Quando passano vicino ad un
pianeta vengono attratti dalla sua gravità e vi cadono sopra.
Se il pianeta è privo di atmosfera, come Mercurio o la Luna, il meteoroide nell’impatto
violentissimo sul suolo scava un cratere.
Se invece si avvicina ad un pianeta con atmosfera il meteoroide durante le tre fasi
dell'avvicinamento alla superficie terrestre: 1) prima, 2) durante e 3) dopo l’attraversamento
dell’atmosfera può diventare: una meteora o un bolide o un meteorite, ciò dipenderà dalla sua
grandezza e consistenza iniziale. Fortunatamente gli oggetti di dimensioni maggiori non
colpiscono frequentemente il nostro pianeta.
METEORE O STELLE CADENTI.
I meteoroidi dalle dimensioni di un granello di sabbia fino a 20 m di diametro il più delle volte
sono i residui di comete o asteroidi, le cui particelle si distruggono quando dallo spazio, ad una
velocità pari a circa 72 km/sec, penetrano nell’atmosfera terrestre. Producono una bellissima
scia luminosa che prende il nome di meteora. Nel linguaggio comune le meteore vengono
chiamate anche “stelle cadenti”, ma sappiamo che non si tratta di stelle. In alcuni periodi
dell’anno molte meteore si concentrano nella stessa zona di cielo, causando uno sciame
meteorico.
BOLIDI.
Se il meteoroide ha un diametro maggiore, cioè compreso fra i 20 e i 30 m, allora si chiama
bolide. Durante l'attraversamento dell'atmosfera può esplodere prima dell'impatto creando
un'onda d'urto ed una scia luminosa ionizzata nelle sue vicinanze e la parte residua
impattando con il suolo può creare piccoli crateri e leggeri danni all'ambiente circostante.
METEORITI.
Un meteorite è un meteoroide con un diametro maggiore o uguale ai 50 m, che è riuscito a
superare l'atmosfera e che va ad impattare violentemente sulla superficie terrestre
formando un cratere e causando gravi danni, che aumentano con l'aumentare del suo
diametro.
Due classici esempi causati da meteoriti con diametri di 50 m circa: il Meteor Crater, in
Arizona il cui diametro è di circa 1,2 Km e la profondità di circa 180 m, si è formato 49.000
anni fa per la caduta di un meteorite alla velocità di 50-60.000 Km/h; la distruzione della
foresta siberiana di Tunguska, causata dall'esplosione di un meteorite che si abbatté, il 30
giugno del 1908.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
Fortunatamente l’impatto di un asteroide o di una cometa con la Terra non è un fenomeno
ricorrente, ma non è neanche estremamente raro.
MEGLIO ESSERE PRUDENTI E NON FARSI TROVARE IMPREPARATI.
Se si pensa che, un asteroide con un diametro di 1 Km genererebbe un'esplosione pari a circa
80.000 Megatoni (come far esplodere 10 potenti bombe H), capace di provocare milioni di
morti e devastazioni globali, è facile intuire che questo problema non può essere
sottovalutato. Brutti incontri del genere, per fortuna, la Terra li ha fatti in media ogni
600.000 anni, ma questo non significa affatto che possiamo far finta di nulla. Collisioni con un
oggetto cosmico ben più piccolo, intorno ai 100 m di diametro, ne cadono circa 100.000 ogni
5.000 anni e i loro effetti sono paragonabili a quelli della più potente bomba H.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
Nelle immagini sotto ecco cosa potrebbe accadere se un meteorite di 1 Km dovesse impattare
con la Terra.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
N.E.O. (NEAR EARTH OBJECTS) E P.H.O. (POTENTIALLY HAZARDOUS OBJECTS).
Per prevenire un rischio tanto concreto per l'umanità, l'Assemblea delle Nazioni Unite nel
1999 ha invitato gli Stati "ad armonizzare gli sforzi per l'identificazione, la tracciatura e la
previsione di questi corpi celesti, chiamati NEO (Near Earth Objects), cioè con orbite
prossime a quella della Terra. Successivamente la NASA ha proposto al Congresso USA di
concentrarsi nel monitoraggio non di tutti i NEO, ma di quelli potenzialmente più pericolosi, i
PHO (Potentially Hazardous Objects), caratterizzati da dimensioni superiori ai 140 m e con
un orbita che passi a meno di 7,5 milioni di Km dal nostro pianeta. Purtroppo questi corpi sono
costantemente influenzati dalle masse enormemente maggiori dei pianeti e le loro orbite sono
di conseguenza frequentemente perturbate e diventano variabili. Ad oggi sono stati
individuati più dei due terzi degli asteroidi con un diametro superiore al Km, ma si è fatto
ancora molto poco per quelli che hanno un diametro superiore ai 100m, che possono comunque
creare danni significativi. Gli scienziati stanno inoltre studiando vari metodi per deviare la
traiettoria di un corpo celeste potenzialmente pericoloso.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
La figura sopra suddivide gli asteroidi N.E.O. in base alla loro dimensione ed evidenzia quanti asteroidi sono già stati
classificati, quanti sono quelli nuovi e quanti quelli vecchi pronosticati.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
LE COMETE.
Le comete sono corpi celesti luminosi che, per il loro aspetto caratteristico, per il fatto che
appaiono e scompaiono in maniera imprevedibile e per l’irregolarità delle loro orbite sono
sempre stati circondati da
una certa aria di mistero e
considerati gli oggetti più
spettacolari della volta
celeste. Nell’antichità
furono oggetto di
superstizione e per molto
tempo considerate anche
portatrici di sventura.
COMPOSIZIONE.
Le comete sono state
definite “palle di neve
sporca” perché il loro nucleo
è formato prevalentemente
di acqua, metano, ammoniaca
e anidride carbonica allo
stato solido, misti a piccoli
frammenti di roccia e
metalli. La materia che
compone la cometa è molto
concentrata ed i corpuscoli
solidi sono tenuti insieme
dalla mutua attrazione gravitazionale.
DIMENSIONI.
Nel definire le dimensioni di una cometa si devono considerare due elementi distinti: le
dimensioni del nucleo e la lunghezza della coda. Il nucleo più grande mai osservato è quello che
si nasconde nel cuore della cometa Hale-Bopp (1997): ha dimensioni intorno ai 40 km. Per
confronto, la maggior parte delle comete note ha nuclei le cui dimensioni non superano i 20
km.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
LE PARTI CHE LE COMPONGONO.
Le parti che compongono la cometa sono: il nucleo (la parte rocciosa e ghiacciata che si trova
nella “testa” dell’astro, molto compatto e brillate), la chioma (un alone luminoso che avvolge il
nucleo, speso è una doppia chioma) e la coda (presente solo in prossimità del sole e che
rappresenta la parte più luminosa).
COSA SUCCEDE QUANDO SI AVVICINANO AL SOLE?
Nel loro passaggio in prossimità del sole, le comete si impoveriscono sia per la sublimazione
dei gas che le compongono sia per la perdita di frammenti solidi che, attratti dalla massa
solare, vanno a formare le meteore. A causa del forte calore quindi le sostanze del nucleo
sublimano ed i vapori formano un involucro gassoso, quasi sferico, detto chioma. La chioma
poi, sospinta dal vento solare forma una scia luminosa detta coda della cometa. Le comete
assumono il loro aspetto caratteristico con chioma e coda solo in prossimità del sole, che le
“veste”, per poi ridiventare oscure negli spazi più lontani.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
Nell'immagine sopra il nucleo di una cometa, che sembra neve sporca ricoperta di catrame, mentre si avvicina al
Sole. Come si può notare dai pori del nucleo fuoriescono sbuffi di gas e di polveri ricche di molecole organiche.
E' molto probabile che le comete cadute sulla Terra, miliardi di anni fa, avranno contribuito a gettare il seme
della vita sul nostro pianeta.
LA CODA.
La coda è la caratteristica principale delle comete e può raggiungere una lunghezza di 300
milioni di km. Affinché si possa formare la coda devono coesistere tre condizioni favorevoli:
1. La relativa vicinanza al Sole, affinché il suo calore possa far vaporizzazione una sufficiente
quantità di gas.
2. Una certa abbondanza dei composti vaporizzabili.
3. Che il Sole si trovi in un periodo di massima produzione di energia.
Sussistendo queste condizioni, la coda comincia a formarsi alla distanza di 1,5 U.A. e diventa,
assieme alla chioma, sempre più luminosa man mano che si avvicina al Sole.
POSIZIONE DELLE CODE RISPETTO AL SOLE.
Le comete nella rivoluzione intorno al Sole presentano la coda in posizione sempre opposta ad
esso, tanto è vero che quando la cometa si allontana essa è preceduta dalla sua coda, la
chioma quindi si allunga nella direzione del vento solare. Ciò è dovuto alla pressione della
radiazione solare e all’estrema tenuità della materia che costituisce la coda, tanto che essa è
trasparente. La cometa quindi “avanza” verso il sole con la coda, per così dire, dietro, e se ne
allontana con la coda davanti.
Spesso polveri e gas formano due code distinte, che puntano in direzioni leggermente
differenti: la coda di polvere, più pesante, rimane indietro rispetto al nucleo e forma spesso
una coda incurvata, che si mantiene sull'orbita della cometa; la coda di gas, più sensibile al
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Autore: Giacomo Giampiccolo
vento solare, forma invece una coda diritta, in direzione opposta al Sole, seguendo le linee del
campo magnetico locale piuttosto che traiettorie orbitali.
LE LORO ORBITE.
Le orbite delle comete sono così varie che i loro periodi di rivoluzione variano da pochi anni ad
alcune migliaia di anni. La maggior parte delle comete seguono orbite ellittiche molto allungate
che le portano ad avvicinarsi al Sole per brevi periodi ed a permanere nelle zone più lontane
del sistema solare (oltre Plutone) per la restante parte. Se l’orbita è ellittica, la cometa
ritornerà periodicamente con un periodo caratteristico. I loro moti di rivoluzione attorno al
Sole possono durare anche milioni di anni. Alcune comete hanno invece percorsi parabolici o
iperbolici, per cui non sono considerate periodiche.
LA COMETA DI HALLEY.
Nel giro di 10 anni tre di questi corpi celesti hanno attraversato il nostro cielo.
Il 9 febbraio del 1986 (il 30° passaggio documentato) la cometa di Halley è passata vicino alla
Terra e dovrebbe riapparire nel 2062.
Questa cometa ha un’orbita ellittica regolare, i suoi passaggi periodici ogni 76 anni circa,
vengono osservati regolarmente dal 1682. La sonda Giotto nel 1986 si è avvicinata alla cometa
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Autore: Giacomo Giampiccolo
alla distanza di 1.500 km per studiarla e fotografarla. Halley si avvicina al Sole fino a 90
milioni di km (pressappoco quanto Mercurio) e poi se ne allontana fino ad oltre 4.500 milioni di
km, superando l’orbita di Nettuno.
Le altre due comete sono state: la Hyakutake nel 1996 ( è una cometa scoperta il 30 gennaio
1996 che è passata molto vicina alla Terra nel marzo dello stesso anno, facendo registrare
uno degli avvicinamenti cometari più prossimi al nostro pianeta degli ultimi 200 anni.), e la
Hale-Bopp, che rimase a lungo visibile ad occhio nudo fra il 1996 e il 1997: essa però non
tornerà, in quanto cometa non periodica.
La cometa di Halley ripresa dalla Sonda Giotto
La cometa di Halley, osservata nell'aprile 1066
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Autore: Giacomo Giampiccolo
La cometa West è stata una delle più belle e luminose
comete del XX secolo.
Lo stress gravitazionale e il forte irradiamento
solare subito dalla cometa West durante il passaggio
al perielio, molto vicino al Sole, hanno causato la
frammentazione del nucleo della cometa in quattro
pezzi.
Hale Bopp
La cometa Hale Bopp
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Autore: Giacomo Giampiccolo
La cometa Hale Bopp
La cometa Hyakutake
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Autore: Giacomo Giampiccolo
LA FASCIA DI KUIPER E LA NUBE DI OORT: LE CULLE DELLE COMETE.
La fascia di Kuiper si estende fra 4.500 milioni e 150 miliardi di Km ed ha una forma a disco.
È popolata da corpi freddi e ghiacciati: nuclei di comete e pianetini. Si stima che questa
fascia possa contenere milioni di corpi celesti di piccole dimensioni. Quelli grandi almeno un
centinaio di Km, il cui numero stimato è di circa 35.000, se vengono disturbati dall’interazione
gravitazionale dei pianeti giganti, possono uscire da questa fascia.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
In tal caso possono inserirsi in orbite più interne, oppure ancora più addentro nel sistema
solare. Se sono composti da un nucleo ghiacciato diventano vere e proprie comete di corto
periodo.
La nube di Oort (prese il nome dall’astronomo olandese Jan Oort, che nel 1950 ne ipotizzò
l’esistenza) invece si trova oltre la fascia di Kuiper, fra 4.500 e 15.000 miliardi di Km. Questa
nube è ricca di pulviscoli, gas e nuclei cometari probabilmente derivanti dagli eventi che
portarono all’origine e all’evoluzione del Sistema Solare. I nuclei cometari, in numero di circa
1.000 miliardi, essendo così lontani dal Sole, sono soltanto gigantesche e fredde palle di
ghiaccio sporco, prive di qualsiasi coda. Quando però una stella passa troppo vicino al Sole, il
suo influsso gravitazionale può deviare uno di questi corpi dalla sua orbita e spingerlo verso il
sistema solare interno. Oppure può accadere che scontrandosi l’uno con l’altro questi corpi
possano deviare dalla loro orbita e catturati dalla gravità del Sole. Avvicinandosi sempre di
più al Sole il nucleo cometario inizierà a sublimare e compariranno la chioma e la coda. Se
queste comete vengono catturate dall’interazione gravitazionale con i pianeti e non si
inseriscono in orbite chiuse, diventano comete di medio-lungo periodo; diversamente dopo il
loro passaggio saranno destinate a perdersi nello spazio.
LA LORO VITA.
Le comete hanno vita relativamente breve. I ripetuti passaggi vicino al Sole le spogliano
progressivamente degli elementi volatili, fino a che la coda non si può più formare, e rimane
solo il materiale roccioso. Se questo non è abbastanza legato, la cometa può semplicemente
svanire in una nuvola di polveri. Se invece il nucleo roccioso è consistente, la cometa è adesso
diventata un asteroide inerte, che non subirà più cambiamenti. La frammentazione delle
comete può essere attribuita essenzialmente a tre effetti: all'urto con un meteorite; ad
effetti gravitazionali di un corpo maggiore; alla conseguenza dello shock termico derivante da
un repentino riscaldamento del nucleo cometario. Alcune comete possono subire una fine più
violenta: cadere nel Sole oppure entrare in collisione con un pianeta, durante le loro
innumerevoli orbite che percorrono il Sistema solare in lungo e in largo. Le collisioni tra
pianeti e comete sono piuttosto frequenti su scala astronomica: la Terra incontrò una piccola
cometa nel 1908, che esplose nella taiga siberiana causando l'evento di Tunguska, che rase al
suolo migliaia di chilometri quadrati di foresta. Nel 1910 la Terra passò attraverso la coda
della Cometa di Halley, ma le code sono talmente immateriali che il nostro pianeta non subì il
minimo effetto.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
ORIGINE DEGLI SCIAMI METEORICI.
Le comete con periodi di rivoluzione
relativamente brevi, e quindi con
passaggi “frequenti” in prossimità del
sole, si impoveriscono ad ogni
passaggio, diventando sempre meno
visibili fino a scomparire “divorate dal
sole”. Il vento solare poi allontana
grandi quantità di minuscole
particelle che non si disperdono ma
restano ammassate in veri e propri
sciami meteorici, continuando a
muoversi su orbite simili a quella della
cometa.
Quando la Terra incrocia l'orbita di
questo sciame meteorico il risultato è
uno sciame di stelle cadenti.
Le famose “stelle cadenti” della notte di San Lorenzo provengono da uno sciame meteorico
che la Terra attraversa nel periodo estivo tra metà luglio e il 20 agosto.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
CHE FINE FARÀ IL NOSTRO SISTEMA SOLARE?
Nella pagina: IL NOSTRO SISTEMA SOLARE: FORMAZIONE DEL SOLE abbiamo visto
come si è formato il Sole e che al momento si trova in uno stato di equilibrio, che permette al
sistema solare di continuare la sua esistenza. Ma poiché il nostro astro ha già consumato metà
del suo carburante, gli scienziati ipotizzano che fra 4-5 miliardi di anni il Sole non brillerà più
e diventerà una nana nera, cioè un corpo celeste estremamente compatto e piccolo senza luce.
Cosa succederà allora al sistema solare, alla Terra e all'umanità? E' quello che cercherò di
spiegare in questa pagina.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
PRIMA FASE: AUMENTERA' LA TEMPERATURA.
I primi effetti sulla Terra e sull'umanità, si avranno fra 3 miliardi di anni, quando la
temperatura della fotosfera passerà da 6.000 a 6.500 °C. Ci sarà un incremento della
luminosità, il suo colore sarà più azzurro e si ingrandirà di circa il 15 %.
CONSEGUENZE.
Sulla Terra la temperatura media si alzerà di 4-5° C. sufficiente per far sciogliere le calotte
polari, l'evaporazione dagli oceani si accelererà, la pressione atmosferica aumenterà, come
pure l'intensità dei raggi ultravioletti. Le drammatiche conseguenze di tutti questi fenomeni
si ripercuoteranno inevitabilmente sul clima terrestre che sarà sottoposto a cambiamenti
imprevedibili. Chiaramente tutti questi sconvolgimenti avverranno lentamente nell'arco di
qualche miliardo di anni, dando all'umanità il tempo necessario per adattarsi biologicamente e
tecnologicamente.
SECONDA FASE: LA TERRA SARA' BRUCIATA.
Ancora prima dello scadere dei 5 miliardi di anni, quando il Sole esaurirà il suo combustibile
(l'idrogeno), si romperà l'equilibrio fra le due forze (di repulsione e di contrazione) e i gas
sovrastanti il nucleo ricadranno pesantemente verso il centro. La pressione aumenterà
enormemente, di conseguenza la temperatura passerà da 10 milioni di gradi a 100 milioni. A
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Autore: Giacomo Giampiccolo
queste temperature comincerà a bruciare l'elio, cioè l'elemento che in precedenza costituiva
lo scarto della fusione dell'idrogeno. I nuclei di elio cominceranno a fondersi a tre per volta
dando inizio alla fase chiamata “helium flash” ovvero la fusione dell’elio in carbonio che
coinvolgerà solo la parte più interna del nucleo. Il Sole passerà circa due miliardi di anni nella
fase di gigante rossa, finita la quale non sarà più in grado d’innescare la fusione del carbonio
prodotto.
CONSEGUENZE.
Il Sole si espanderà sempre di più, il suo diametro diventerà 200 volte superiore a quello
attuale fino a diventare una gigante rossa. Gli strati più esterni inghiottiranno le orbite di
Mercurio e di Venere; mentre dalla Terra si vedrà un'enorme stella dalla luce rossastra che
occuperà più di 1/3 della volta celeste. Ma questa visione durerà poco, perché il nostro
pianeta verrà letteralmente bruciato da lingue di fuoco a 4.000° C. Gli oceani evaporeranno, le
rocce fonderanno. Le mirabili opere della natura e dell'uomo scompariranno, nulla rimarrà
delle civiltà che si sono susseguite nella storia del pianeta.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
TERZA FASE: DA NANA BIANCA A NANA NERA.
Quando l'elio sta per esaurirsi, il Sole subirà un’ulteriore contrazione che darà come risultato
finale: la formazione di una nana bianca e l’espulsione, in direzione radiale, degli strati più
esterni, sotto forma di "supervento" (cioè un alone di gas) chiamato "nebulosa planetaria". la
nana bianca che nascerà dal Sole avrà un diametro di circa 15.000 Km (quasi come quello della
Terra), sarà circa 100 volte più piccolo delle dimensioni attuali, ma con una temperatura
superficiale 10 volte maggiore e avrà comunque una luminosità paragonabile a quella del Sole
originale.
CONSEGUENZE.
Il Sole esploderà e lancerà nello spazio i gas degli strati più esterni. La fornace si spegnerà e
gli strati esterni collasseranno nuovamente, ma non provocheranno alcuna reazione nucleare
perchè le temperature non saranno sufficienti. Il Sole si trasformerà in una nana bianca,
cioè piccola stella, estremamente compatta e luminosa. Continuerà a brillare ancora per alcuni
milioni di anni, fino a quando diventerà una nana nera, cioè un gigantesco macigno alla deriva
nel cosmo. I pianeti rimasti rimarranno al buio, la temperatura scenderà ulteriormente sulla
loro superficie.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
NOTE
FUSIONE NUCLEARE
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SOLE = Il nostro astro, al quale dobbiamo la nostra esistenza, è una stella di modeste dimensioni (una nana
gialla), costituita principalmente da idrogeno che, grazie alla fusione nucleare, si trasforma in elio producendo
l’energia che si irraggia sotto forma di luce, calore, raggi X, raggi gamma, radiazioni ultraviolette ecc… Il Sole ha
un raggio medio di circa 700.000 Km (pari a 109 volte il raggio medio della Terra che è di 6.371 Km); il suo
volume è di 1,412*1018 Kmq (pari a 1.300.000 volte il volume terrestre) ; la sua densità (cioè il rapporto fra
massa/volume) è di 1,41 g/cm3 (pari a ¼ di quello della terra che è di 5,25), quindi molto vicina a quella dell’acqua.
La sua forza gravitazionale è enorme, tanto che un persona sulla superficie solare peserebbe 2 tonnellate.
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PIANETI ROCCIOSI
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Autore: Giacomo Giampiccolo
PIANETI GASSOSI
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PIANETA NANO = Il termine pianeta nano è stato introdotto ufficialmente nella nomenclatura
astronomica il 24 agosto 2006 da un'assemblea dell'Unione Astronomica Internazionale, fra molte discussioni e
polemiche. Tra le altre cose, si è fatto notare che il termine è fuorviante e che i criteri non sono oggettivi
(nessun corpo può ripulire completamente la propria fascia orbitale, né esiste una soglia obiettiva su quando un
corpo è sferoidale o no). Tuttavia, la necessità di creare questa classe di oggetti per distinguerla dai pianeti
tradizionali esisteva, ed è probabile che il nome resti.
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CERERE = Cerere fu il primo asteroide ad essere scoperto nel 1801
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ASTEROIDI TROIANI = Questi asteroidi sono, molto probabilmente, i detriti rimasti dopo che Giove si
è formato oppure è materiale che era vagante ed è stato attratto dalla sua forza gravitazionale.
METEORA = Nella foto una meteora appartenente alla
sciame meteorico delle Perseidi, tipiche della «notte di San
Lorenzo».
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Autore: Giacomo Giampiccolo
METEOR CRATER = Il famoso Meteor Crater in Arizona: largo Km 1,2 e profondo 180 m fu causato
dall'impatto di un asteroide 50.000 anni fa. L'asteroide aveva un diametro di soli 50 metri!
TUNGUSKA = Il lago
Cheko è stato riconosciuto, da
un gruppo di ricercatori
italiani, come l'impronta del
meteorite di Tunguska. A
differenza degli altri laghi
della regione il lago Cheko ha
un invaso conico e non piatto.
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Autore: Giacomo Giampiccolo
COMETA DI HALLEY = Il suo nome deriva dall’astronomo inglese Edmund Halley, che la studiò in maniera
sistematica, prevedendone il passaggio nel 1758.
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HALE BOPP = La Hale-Bopp, indicata formalmente come C/1995 O1, è stata probabilmente la cometa più
osservata del XX secolo, e una delle più luminose mai viste da molti decenni. Fu visibile ad occhio nudo per ben 18
mesi, il doppio della Grande Cometa del 1811 (C/1811 F1). Fu scoperta il 23 luglio 1995 quando si trovava ancora
molto lontano dal Sole, facendo credere che, passandogli vicino, avrebbe potuto diventare luminosissima.
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FOTOSFERA = È
l'involucro che irradia quasi
tutta la luce solare e
corrisponde, quindi, alla
superficie esterna del Sole.
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