Astronomia Lezione 17/1/2013

Astronomia
Lezione 17/1/2013
Docente: Alessandro Melchiorri
e.mail:[email protected]
Sito web per slides lezioni: oberon.roma1.infn.it:/alessandro/astro2012/
Libri di testo consigliati:
-
An introduction to modern astrophysics B. W. Carroll, D. A. Ostlie, Addison Wesley
-
Universe, R. Freedman, w. Kaufmann, W.H. Freeman and Company, New York
-
Astronomy: A physical perspective, Marc L. Kutner, Cambridge University Press.
-
Fundamental Astronomy, Karttunen e altri, Springer
-
Elementi di Astronomia, P. Giannone.
Le lune di Giove
Io
Si presenta roccioso con una elevatissima attività vulcanica.
Le eruzioni su Io
Sembrano piu’
A dei geyser che
A delle esplosioni
Vere e proprie.
Il materiale rilasciato
e’ zolfo probabilmente.
Ci sono zone bianche
di anidride solforosa.
Non c’e’ acqua su Io.
L’attività vulcanica è
data dai moti mareali
con Giove e forse
dall’interazione con il
suo campo magnetico.
Europa
Anche se principalmente roccioso Europa e’ ricoperto di uno strato molto liscio di
acqua ghiacciata.
Europa
Sulla superficie di Europa si vedono vulcani di acqua ed un network di canali.
Si suppone che sotto la crosta ghiacciata vi sia un oceano con forse organismi monocellulari.
Europa e’ piu’ caldo all’interno sempre per via delle forze mareali di Giove.
Europa
Europa
Europa
Ganimede
E’ il satellite più grande del
sistema solare ed è più
grande di mercurio.
Ha due zone:
- Terreno scuro (con molti
crateri) piu’ antico.
- Terreno chiaro (con meno
crateri) piu’ giovane.
I crateri più giovani hanno
zone bianche di acqua ghiacciata.
Ganimede possiede un campo
magnetico come Mercurio
(anzi 2 volte piu’ forte).
Ganimede
La superficie scura presenta come delle «rughe» e molti crateri.
La superficie chiara ha degli incavi lunghi anche centinaia di chilometri. Si vede
come del ghiacchio che e’ fuoriuscito da piccoli crateri.
In pratica Ganimede si pensa avere un nucleo metallico di circa 500 km circondato da
ghiaccio con spessore di 800 km. Ci potrebbe essere anche dell’acqua liquida anche se
Ganimede è lontano da Giove e gli effetti di marea potrebbero non riscaldare il suo
interno.
Callisto
Ha una superficie di ghiaccio «sporco».
Non c’e’ segno di attività geologica.
Possiede un campo magnetico che
varia lungo l’orbita:
Questo potrebbe suggerire un oceano
sotto la crosta.
Tuttavia è troppo freddo per avere
acqua liquida. C’e’ ammoniaca che
serve come anticongelante ?
Callisto
I crateri di circa 1 Km su Callisto non ci sono, mentre ci sono su Ganimede.
Perché ?
4 satelliti molto diversi
Io e Europa sono grandi come la Luna e sono rocciosi.
Ganimede e Callisto sono grandi come Mercurio e sono fatti al 50% di ghiaccio.
Altri satelliti di Giove
Giove ha altri 59 satelliti.
4 (piccoli) sono su orbite più interne di Io.
I 4 satelliti galileiani più questi
quattro ruotano sul piano
equatoriale di Giove nello stesso
senso di rotazione di Giove.
I restanti 55 sono su orbite molto
più esterne. 48 fra questi
orbitano in senso opposto al
senso di rotazione di Giove
e si pensa che quindi non si siano
formati con Giove ma siano stati
catturati in seguito.
Saturno
Saturno
Anche Saturno, come Giove, mostra delle bande piu’ scure e bande più chiare ma
in modo meno marcato. Questo è dovuto alla differente composizione dell’atmosfera.
Saturno ha una densità minore di quella dell’acqua.
Al contrario di Giove non mostra grandi quantità di Elio nell’atmosfera.
Si pensa che l’Elio ci sia comunque ma negli strati piu’ bassi e non visibili.
Si dovrebbero formarsi come delle gocce di Elio che vanno a depositarsi più
in basso. La frizione delle gocce con l’atmosfera sarebbe responsabile dell’emissione
di saturno (Saturno emette il doppio della radiazione che riceve).
Anelli di Saturno
Anelli di Saturno
Notati da Galileo come una protuberanza che appariva e spariva.
Huygens propone che Saturno sia circondato da un sottile anello.
Anelli di Saturno
Vengono suddivisi in anelli A, B e C. L’anello C e’ difficile da vedere. Tra A e B c’e’ una
fessura detta divisione di Cassini di circa 4500 km.
Fino al 2025 vedremo gli anelli da Terra così (dall’alto).
Limite di Roche e Formazione degli
Anelli
Anelli di Saturno
La missione Cassini ha
Rivelato che ogni zona e’
In realtà formata da molti
Piccoli anelli.
Nella zona A vi e’ una
fenditura detta di Encke.
E’ stato scoperto anche
un anello più esterno
di soli 100 km di diametro
detto anello F.
Maggiore concentrazione
di particelle, più
l’anello riflette.
Anelli di Saturno
In questa foto e’ possibile
vedere gli effetti gravitazionali
del satellite prometeo sugli
anelli più esterni.
Altri anelli
Si sono osservati anelli più interni (D) e anche più esterni (G ed E).
Il satellite Enceladus e’ nell’orbita dell’anello E e si suppone che l’anello stesso sia
prodotto dall’attività vulcanica di questo satellite.
Satelliti Pastori
Titano
Titano è il più grande satellite
naturale del pianeta Saturno ed uno dei corpi
rocciosi più massicci dell'intero sistema solare;
supera in dimensioni il pianeta Mercurio, per
dimensioni e massa è il secondo satellite
del sistema solare dopo Ganimede. Si tratta
inoltre dell'unico satellite in possesso di una
densa atmosfera, che in passato ha impedito
uno studio dettagliato della sua superficie dalla
Terra. Con la missione spaziale CassiniHuygens è stato possibile studiare l'oggetto da
distanza ravvicinata ed il lander Huygens è
atterrato con successo sul suolo titaniano.
L'atmosfera titaniana appare ricca di metano e
la temperatura superficiale media è molto
vicina al punto triplo del metano dove possono
coesistere le forme liquida, solida e gassosa di
questo idrocarburo.
Titano
Atmosfera di azoto e con piogge di metano.
Lago di metano (Kraken) al polo grande quanto il mar caspio.
Altri satelliti di saturno
Urano
Orbita di Urano
Satelliti di Urano
Miranda
Tra i satelliti di Urano, Miranda ha una superficie molto strana, parte con crateri,
parte con incavi. Al «sud» c’e’ una specie di morso con una variazione in altezza
di 20 km.
Nettuno
Nuvole e tempeste su Nettuno
A differenza di Urano, Nettuno mostra più attività atmosferica con tempeste.
E’ più lontano dal Sole di Urano quindi ci si aspetterebbe meno attività.
Molto probabilmente Nettuno ha un nucleo che si sta ancora contraendo e rilascia energia.
Tritone
La luna maggiore di Nettuno è Tritone.
Ha le dimensioni più o meno della luna.
Non ci sono crateri quindi ha attività sismica
dovuta ai moti mareali con Nettuno.
Superficie con vulcani, pianure e
con una retina come una
superficie di un melone.
La temperatura superficiale è di appena
38 K, sufficiente ad avere Azoto in forma
di ghiaccio !
L’orbita di Tritone sta con il tempo
diminuendo e finirà su Nettuno.
Plutone e Caronte
Pianeti Trans-Nettuniani
Fascia di Kuiper
La Fascia di Kuiper (o Fascia di Edgeworth-Kuiper) è una regione del Sistema Solare che si
estende dall'orbita di Nettuno (alla distanza di 30 UA) fino a 50 UA dal Sole. Si tratta di una
fascia di asteroidi esterna rispetto all'orbita dei pianeti maggiori.
Nella fascia sono stati scoperti più di 800 oggetti (Kuiper belt objects, o KBO). Il più grande è
il pianeta nano Eris, scoperto nel 2005; prima di allora si riteneva che il primato spettasse
a Plutone, assieme al suo satellite Caronte; intanto a partire dall'anno 2000 sono stati trovati
altri oggetti di dimensioni ragguardevoli: 50000 Quaoar, scoperto nel 2002, è grande la metà
di Plutone, e quindi è più grande del maggiore degli asteroidi tradizionali, Cerere. Gli altri KBO
sono progressivamente più piccoli. L'esatta classificazione di questi oggetti non è chiara,
perché sono probabilmente molto differenti dagli asteroidi più interni.
Nube di Oort
La nube di Oort è un'ipotetica nube sferica
di comete posta tra 20.000 e 100.000 UA,
o 0,3 e 1,5 anni luce dal Sole, cioè circa 2400
volte la distanza tra il Sole e Plutone.
Questa nube non è mai stata osservata
perché troppo lontana e buia perfino per
i telescopi odierni, ma si ritiene che sia il
luogo da cui provengono le comete di lungo
periodo (come la Hale-Bopp e la Hyakutake,
recentemente avvistate) che attraversano la
parte interna del sistema solare. Le comete
dette di corto periodo (tra le quali laHalley
è la più famosa) potrebbero invece venire
dalla fascia di Kuiper.
Asteroidi
Asteroidi
Nella fascia degli asteroidi si
contano centinaia di migliaia
di oggetti.
Si notano dei gap nelle
distribuzioni in funzione della
distanza per periodi che
sono frazioni del periodo di
Giove.
In pratica Giove ha ancora
un effetto sulla
cintura degli asteroidi.
Vesta (missione DAWN)
Vesta
Comete
Il Sole
I Neutrini Solari
Il problema dei neutrini solari
La Struttura Interna del Sole
Gli Strati dell’atmosfera Solare
Dimensioni Relative
Oscuramento ai bordi
Spettro e Composizione Chimica
La Cromosfera
La Corona
Buchi Coronali e perdita di massa
Corona
Il Vento Solare
Macchie Solari
Macchie Solari
Le macchie solari si presentano con un ciclo di 11 anni.
Macchie Solari
Macchie e attivita’ solare
Il ciclo delle macchie solari
Macchie e campi magnetici
Gli archi magnetici
Il ciclo magnetico solare
L’atmosfera attiva del Sole
Prominenze
Prominenze Eruttive
I brillamenti
I brillamenti sono classificati come A, B, C, M o X a seconda della loro luminosità nei raggi X
vicino alla Terra, misurata in Watt/m². Ogni classe è dieci volte più potente di quella precedente,
con X (la più grande) pari a 1012 W/m², ed inoltre è divisa linearmente da 1 a 9,
quindi un brillamento X2 è quattro volte più potente di uno M5.
L'attività solare si trova normalmente compresa tra le classi A e C. I brillamenti C hanno pochi
effetti sulla Terra, mentre i più potenti M e X possono causare danni.
Espulsioni di massa coronali
Nel 1859 ci fu un «superflare» tale da produrre aurore anche ai caraibi !!
19 Gennaio 2012:
Brillamento (Solar Flare) di Classe M2
19 Gennaio 2012:
Espulsione di materia coronale CME
In direzione verso la terra !!
24 Gennaio 2012:
Fantastiche aurore boreali in Norvegia….