Il Sistema Solare

Ciao!
Che cosa abbiamo detto finora del Sistema Solare?
• Perché si chiama “sistema” e quale “posto” occupa il Sole.
• Quale si pensa sia la sua forma come la si conosce oggi grazie
all’ osservazione del cielo da Terra e dallo spazio.
• Quali
sono
i
fattori
fondamentali
per
capire
il
suo
“funzionamento” : campi gravitazionale e magnetico, emissione
di radiazione e di vento solare.
E adesso quali sono gli altri componenti del Sistema Solare?
Nella zona più interna, più vicina al Sole, troviamo i pianeti: Mercurio,
Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone. Fra
Marte e Giove si trovano migliaia di asteroidi, piccoli corpi rocciosi,
delle dimensioni, al massimo, di qualche chilometro (ricordi, sono più
piccoli di quelli contenuti nella fascia di Kuiper!).
Nella tabella che segue sono riassunte le caratteristiche principali dei 9
pianeti.
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Distanza dal Diametr Periodo di Periodo
N° Composizio
Sole
o
rotazione
di
sate
ne
confronta rivoluzion
lliti dell’atmosf
(km)
(km)
to con il
e
era
giorno
confronta
terrestre
to con
l’anno
terrestre
Pianeta
Mercurio
4.864
55 giorni
88 giorni
0
12.104
243 giorni
225 giorni 0
Anidride
carbonica,
azoto
12.756
1 giorno
1 anno
1
Azoto,
ossigeno,
argo
6.796
1 giorno 16 mesi
30m
2
Anidride
carbonica,
azoto, argo
58.000.000
Venere
Terra
108.000.000
150.000.000
Marte
228.000.000
Giove
Non
ha
atmosfera
142.988 10 ore
12 anni
39
Idrogeno,
elio
Saturno
1.420.000.00 120.660 10 h
0
14m
e 29 anni
18
Idrogeno,
elio
Urano
2.890.000.00 51.118
0
17 h 14 m
84 anni
20
Idrogeno,
elio,
metano
Nettuno
4.448.000.00 49.500
0
16h 3 m
165 anni
7
Idrogeno,
elio,
metano
Plutone
5.900.000.00 2.302
0
6 giorni 9 248 anni
h
1
Azoto,
metano,
14
monossido
di carbonio
778.000.000
Ed ecco un altro dato: i primi 4 pianeti Mercurio, Venere, Terra e Marte
sono chiamati “terrestri”, e sono solidi, mentre gli altri quattro Giove,
Saturno, Urano, Nettuno, sono chiamati “pianeti giganti” perché sono
quelli che hanno maggiori dimensioni, o gassosi perché sono composti
in gran parte di gas...
Adesso guarda la tabella: i primi quattro pianeti sono tutti piccoletti,
Venere e la Terra sono molto simili.
Giove, invece, ha un diametro che
è circa 12 volte quello della Terra:
quindi
nel
suo
volume,
può
contenere almeno1000 volte il
nostro pianeta.
Cosa si può dedurre dalla tabella?
Le distanze fra un pianeta e l’altro sono grandi, soprattutto quelle tra i
pianeti più distanti dal Sole.
Confronta adesso le distanze dei pianeti con i loro diametri (guarda
quanti zeri ci sono nei numeri della prima colonna della tabella
rispetto a quanti ce ne sono in quelli della seconda colonna! Questo
vuol dire che i numeri della prima colonna sono molto, ma molto più
grandi di quelli della seconda!)
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Si può dedurre una cosa che forse non ti aspettavi: nella parte di
Sistema Solare che contiene i pianeti lo spazio è sostanzialmente
“vuoto di materia”.
I pianeti
(e anche la Terra), che sembrano enormi, sono come
minuscole biglie che si muovono in uno spazio molto vasto. Ma nello
spazio c’è anche il vento solare, la radiazione... quindi è un vuoto non
proprio vuoto!
Ancora, studiando la tabella vediamo che il periodo di rivoluzione,
ovvero il tempo che ogni pianeta impiega per compiere un giro
attorno a Sole, cresce notevolmente man mano che ci si allontana
dal Sole stesso.
Ricorda che tutti i pianeti ruotano attorno al Sole lungo un percorso,
chiamato “orbita” , che ha la forma di una ellisse, ma molto poco
schiacciata. E’ facilmente comprensibile che più ci si allontana dal
Sole più le orbite percorse dai pianeti saranno grandi.
Esperienza.
Fissa un punto sul pavimento che indica la posizione del Sole. Per terra,
sul pavimento, disegna due punti a distanze diverse dal Sole che
rappresentano due pianeti che occupano due posizioni diverse (ad
esempio Venere e Giove).
Disegna l’orbita percorsa dai due pianeti e porre lungo le linee
disegnate due corde; tagliale in modo che i fili delle corde si
sovrappongano esattamente alle orbite disegnate.
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Metti pari una estremità delle due corde e confrontane la lunghezza:
quale è più lunga? Quale orbita è più lunga quindi da percorrere?
Quale dei due pianeti impiegherà più tempo a percorrerla?
Chi però regola il moto dei pianeti è il Sole che, contenendo la
stragrande maggioranza della massa del sistema (ricordi? Il 99,6 per
cento della massa del Sistema Solare è contenuta nel Sole) e quindi
esercita una grande attrazione gravitazionale sui singoli pianeti.
Vicino ad un pianeta il campo gravitazionale che predomina è quello
del pianeta, non quello del Sole. Ti ricordi la domanda: se lasci cadere
una gomma, come mai la gomma non cade sul Sole, ma continua a
cadere sulla Terra?
Questo ci spiega perché la Luna ruota attorno alla Terra invece di
cadere sul Sole.
Torna adesso alla tabella: come mai alcuni pianeti hanno satelliti e
altri no? Ricorda che il campo gravitazionale di un corpo dipende
dalla sua massa, ma diminuisce molto rapidamente con la distanza
dal corpo stesso. Ad esempio, alla distanza di Giove il campo
gravitazionale del Sole è abbastanza forte da tenere imbrigliato nella
sua orbita il grande pianeta, ma nelle vicinanze del pianeta stesso
(ricorda quanto distante è Giove dal Sole!) il campo gravitazionale di
Giove è sufficiente, a sua volta, a tenere nella loro orbita i tanti satelliti
di cui il pianeta è dotato. Occorre sempre fare un confronto fra
distanze dal Sole e masse dei pianeti.
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I
primi 4 satelliti di Giove, in
ordine di distanza dal pianeta
sono Io, Europa, Ganimede e
Callisto,
nomi
legati
alla
mitologia greca.
Sono stati i primi satelliti conosciuti e furono visti da Galileo Galilei, nel
gennaio del 1610, quando volse al cielo per la prima volta nella storia
il cannocchiale.
Ebbene, pensa a quanto dovette meravigliarsi nel vedere che attorno
al grande pianeta, che fino ad allora si poteva guardare solo ad
occhio nudo e che sembrava ben poco diverso da una stella, Galileo
Galilei vide questi 4 satelliti! e soprattutto quando, al passare delle
nottate, vide che si spostavano, girando attorno a Giove!
I satelliti dei pianeti scoperti sono, ad oggi, più di 100 e sono molto vari
come forma, dimensione e massa. Se ne scoprono sempre di nuovi,
anche ai giorni nostri, perché con le sonde spaziali, si riescono a
“vedere” satelliti molto diversi tra di loro, ma anche molto piccoli,
invisibili da terra.
Ad esempio il grande Titano (satellite di Saturno) ha un diametro che
è circa la metà di quello della Terra, ma più grande di quello di
Mercurio (4800 chilometri) e più del doppio di quello di Plutone (2300
chilometri).
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Ci sono invece
satelliti piccoli, poco più che asteroidi di qualche
chilometro di grandezza e molto irregolari, come i due satelliti di Marte
Phobos e Deimos.
Diciamo che potremmo suddividere i satelliti in:
• regolari come forma e che hanno grandi dimensioni come la
Luna, e i satelliti dei grandi pianeti gassosi.
• irregolari come forma e dimensioni, quasi grandi “sassi”. Forse
questi ultimi asteroidi catturati dalla attrazione gravitazionale del
pianeta mentre gli passavano vicino e quindi sono rimasti in orbita
attorno al pianeta che li ha catturati al volo.
Ancora una volta ci si imbatte nell’importanza che ha, nel Sistema
Solare, il campo gravitazionale creato dalle masse dei vari corpi che
lo compongono.
Una particolarità nell’insieme Pianeti-Satelliti è rappresentato proprio
dal sistema Terra-Luna perché , in rapporto al proprio pianeta, la Luna
e’ il satellite più massiccio del Sistema Solare.
Sempre a causa dell’ attrazione gravitazionale esercitata dal pianeta,
attorno a Giove, Saturno, Urano e Nettuno troviamo degli “anelli” di
materiale che, orbitano attorno al pianeta formando una fascia che
dà luogo, come nel caso di Saturno, ad un fantastico anello. In realtà
dalla Terra è possibile vedere solo gli anelli di Saturno, quelli degli altri
pianeti sono troppo deboli per esser visti anche coi più potenti
telescopi, ma le sonde spaziali che sono passate nelle vicinanze di
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Giove, Urano e Nettuno hanno rivelato che anch’essi sono dotati di
strutture simili.
Di cosa si tratta? È molto semplice, sono milioni di pezzi di roccia,
ghiaccio e detriti solidi che ruotano attorno al pianeta in orbite ben
ordinate.
In genere i satelliti sono tutti molto più piccoli del pianeta attorno al
quale orbitano.
Un caso a parte è Plutone, che è
dotato di un satellite, Caronte,
poco più piccolo in dimensioni
del pianeta. Proprio per questa
sua particolarità molti astronomi
lo considerano una sorta di
“pianeta doppio”, formato da
due corpi simili.
Guarda ancora la tabella: non tutti i pianeti hanno atmosfera.
Come mai alcuni hanno un’atmosfera ed altri no? Anche questo è
legato principalmente al campo gravitazionale dovuto al pianeta o
satellite stesso.
L’atmosfera è un miscuglio di gas, é quindi formato di particelle che,
avendo una loro massa, risentono dell’attrazione gravitazionale del
pianeta stesso. Maggiore è la massa del pianeta o satellite, maggiore
sarà anche l’attrazione gravitazionale che esso esercita sulle singole
particelle di atmosfera.
Queste particelle peraltro sono in movimento continuo e
quindi
tendono a “scappare” dal pianeta. Quindi maggiore è la massa del
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pianeta, maggiore sarà l’ attrazione esercitata sulle singole particelle
dell’atmosfera e più difficile, per le particelle, lasciare il pianeta stesso.
Ricorda
però che
non c’è solo l’attrazione gravitazionale, ma
esistono anche altri fattori molto importanti: la radiazione, il campo
magnetico ed il vento solare che diminuiscono di intensità quando ci
si allontana dalla fonte che li produce.
Questo fa sì che mentre Mercurio, vicinissimo al Sole sia sottoposto a
temperature di centinaia di gradi al suolo, il lontanissimo Plutone sia
probabilmente ad una temperatura inferiore ai 200 gradi sotto lo zero!
Ma se solo la distanza e la radiazione emessa fossero le uniche cose
importanti, Venere dovrebbe essere più freddo di Mercurio, e invece
sappiamo che la temperatura, misurata dalle sonde che sono arrivate
sul pianeta, arriva a quasi 500 gradi sopra lo zero! Venere ha
un’atmosfera molto densa che rinchiude il pianeta in una sorta di serra
che “intrappola” la radiazione che entra nell’atmosfera.
Anche nel caso dell’atmosfera dei vari pianeti occorre tener conto di
più fattori: massa del pianeta o satellite, distanza dal Sole, quantità di
radiazione ricevuta, tipo di gas che la compongono.
I pianeti ricevono anche particelle del vento solare: particelle cariche
elettricamente emesse in continuazione dal Sole in tutte le direzioni.
Quando queste particelle arrivano in prossimità della nostra Terra, il
campo magnetico terrestre funge da vero e proprio “scudo” e le
devia (ricordi il discorso delle calamite?) .
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Come si può quindi capire che un pianeta possiede un campo
magnetico? Basta osservare queste particelle che provengono dal
Sole e guardare come si comportano nelle vicinanze del pianeta.
Nel caso della Terra, la maggior parte
delle particelle le gira attorno e
prosegue la sua corsa; quelle che
riescono a superare la barriera del
nostro campo magnetico vengono
“instradate” verso i poli e possono dar
luogo allo spettacolare fenomeno
della “aurora” che, nel nostro emisfero
prende il nome di boreale e si osserva
frequentemente nei paesi scandinavi.
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