Corso di Astronomia
IVa Lezione
L’Universo vicino Il Sistema Solare
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Come si è formato il Sistema Solare?
La teoria prevalente è quella della nube primordiale, formulata per
la prima volta da Immanuel Kant nel 1775 e successivamente ripresa
dall’astronomo Pierre-Simon de Laplace
4 – 4,5 Miliardi di anni fa
Una nube composta di idrogeno, elio, e una
piccola parte di elementi pesanti aggregati in
forma di polveri, si contrae per effetto della
propria forza gravitazionale
La nube comincia a ruotare sempre piu'
velocemente e assume, a causa della forza
centrifuga, la forma appiattita di un disco
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Lo accendiamo?
Nel centro della nube si accumula una
grande quantita' di gas e la contrazione
gravitazionale lo riscalda da una temperatura
di circa -270°C fino a circa 2000°C: si e'
formata una protostella
A seconda della quantita' e della distribuzione
del gas, esso puo' essere gravitazionalmente
stabile, oppure essere instabile e formare
un'altra protostella
La protostella continua ad aggregare materia
fino ad evolversi in stella
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
I compagni di viaggio
Lontano dalla stella, il gas si
raffredda. Una parte si condensa in
polvere e ghiaccio. Queste particelle,
urtando tra loro, si aggregano e
formano i planetesimi.
Protopianeti
Pianeti
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Il grande biliardo
Successivamente l’evoluzione è regolata
dagli urti tra i protopianeti
Graduale “ripulitura” delle orbite
Il Sistema Solare che vediamo oggi. Tempo
trascorso: 100 milioni di anni
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Roccia o gas?
La stella comincia a far
“soffiare” il suo vento, che
spazza via gli elementi più
leggeri
Ma se un pianeta è abbastanza
massiccio, riuscirà a trattenerli,
diventando un gigante gassoso
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Il Sole
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Il Sole
Stella di medie dimensioni, nana gialla di tipo spettrale G2 V, come
altre 100 milioni di stelle nella nostra galassia
Diametro medio: 1.392.000 Km, 109 volte quello terrestre
Eratostene di Cirene, nel III secolo a.C., calcolò una distanza dalla
Terra di 149 milioni di chilometri
Distanza media effettiva: 149.600.000 chilometri
Temperatura superficiale di circa 5.780 K
Si trova nella sequenza principale: lunga fase di equilibrio stabile
Il Sole contiene il 99,850% di tutta la materia del Sistema Solare.
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Pianeti, Pianeti nani, asteroidi, comete
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Cos’è un pianeta?
Un corpo celeste che:
•Orbita intorno al Sole
•Ha sufficiente massa da conferirgli una propria gravità tale
da vincere le forze di un corpo rigido in modo che esso
assuma un equilibrio idrostatico (approssimativamente
sferico)
•Abbia ripulito le vicinanze della propria orbita
Plutone non è “dominante” nella sua orbita (incrocia quella di Nettuno)
Pianeta Nano
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Cos’è un satellite?
Un corpo celeste che:
•Ruota intorno ad un Pianeta
•E’ sempre più piccolo del Pianeta a cui è legato.
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Cos’è un corpo minore?
Un corpo celeste che:
•Non ha sufficiente massa da conferirgli una propria gravità
tale da vincere le forze di un corpo rigido in modo che esso
assuma un equilibrio idrostatico (approssimativamente
sferico)
Asteroidi
Lanciano, 17 Aprile 2009
Comete
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Vedere i pianeti
Ciascun pianeta percorre la sua orbite attorno al Sole, quindi la
possibilità di vederlo o meno dipende dalla posizione
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Documenti!
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Mercurio
Diametro: 4878 Km
Distanza dal Sole:
•69,816,900 km (afelio)
•46,001,200 km (perielio)
Satelliti: nessuno
Durata dell’anno: 87,97 giorni terrestri
Durata del giorno: 58 giorni terrestri
Temperatura superficiale media notturna: -183° C
Temperatura superficiale media diurna: 467° C
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Mercurio (2)
La velocità di rotazione particolarmente bassa portò Schiapparelli a
ritenere che rivolgesse sempre la stessa faccia verso il Sole
La sua orbita fortemente ellittica provoca un fenomeno strano: la
doppia alba
Ha un proprio campo magnetico
E’ privo di atmosfera, unico tra i pianeti del Sistema Solare
Da notare il Planitia Caloris (Bacino del Calore), un’enorme struttura
d’impatto di 1.400 km di diametro circondata da un triplice anello di
montagne alte sino a 2 km. Provocata dall’impatto con un asteroide, il cui
diametro doveva essere, secondo le stime, pari a 100 km. Agli antipodi del
luogo dell’impatto si formarono delle striature e un altopiano.
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Venere
Diametro: 12.103 Km
Distanza media dal Sole: 108,2 Milioni di
chilometri
Satelliti: nessuno
Durata dell’anno: 224 giorni terrestri
Durata del giorno: 243 giorni terrestri
Temperatura superficiale: da 446 a 482°C (metalli come piombo e
stagno fonderebbero)
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Venere (2)
L’atmosfera è densissima: sulla superficie la pressione è 92 volte
quella terrestre, equivalente alla profondità di un chilometro sotto il
mare
La prevalenza di CO2 nell’atmosfera esercita un fortissimo effetto
serra
E’ verosimile che miliardi di anni fa l’atmosfera fosse molto più
simile a quella terrestre
Campo magnetico quasi inesistente: perché la sua “dinamo” si è
spenta?
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Marte
Diametro: 6.787 Km
Distanza media dal Sole:
249 Milioni di chilometri (afelio)
206 Milioni di chilometri (perielio)
Satelliti: 2
Durata dell’anno: 687 giorni terrestri
Durata del giorno: 24 ore, 37 minuti
Temperatura superficiale: da -29 a -100 °C
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Marte (2)
L’atmosfera è molto tenute: alla superficie si trova una pressione
pari a quella che si riscontra sulla Terra a 35 chilometri di altezza
Non ha campo magnetico: nessuna difesa dal vento solare
La scarsa atmosfera lascia passare i raggi ultravioletti
Le recenti missioni con sonde automatiche hanno dimostrato
presenza di acqua nonché formazioni geologiche probabilmente
dovute a fiumi e laghi
E la vita?
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
La fascia principale degli asteroidi
Situata tra le orbite di Marte e Giove
Più di metà della massa complessiva è data dai
quattro asteroidi principali:
Cerere, Vesta, Pallas, Hygiea
Cerere, con il suo diametro di 950 Km, è
entrato nella categoria dei Pianeti nani
Il pianeta che doveva esserci?
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Giove
Diametro: 142.984 Km
Distanza media dal Sole: 778,3 Milioni di
chilometri
Satelliti: 63
Durata dell’anno: 11,8 anni terrestri
Durata del giorno: 9,9 ore
Temperatura atmosferica: -150° C (ma il nucleo ha temperature
elevatissime, dell’ordine di migliaia di gradi)
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Giove (2)
La stella mancata: la sua massa non è stata sufficiente ad accendere
le reazioni termonucleari come nel Sole.
La sua rapidissima velocità di rotazione lo appiattisce ai poli in
modo molto superiore rispetto agli altri pianeti
Nel 1994 è stato protagonista del primo impatto
cosmico studiato scientificamente: Cometa Shoemaker
- Levy
La macchia rossa: una tempesta che dura
da quando?
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Un sistema solare tutto suo
Io: L’Inferno dantesco
Europa: il mondo di ghiaccio
Ganimede: quasi la nostra Luna (ma con acqua!)
Callisto: antico e tranquillo
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Saturno
Diametro: 119.300 Km
Distanza media dal Sole: 1,4 Miliardi di
chilometri
Satelliti: 60
Durata dell’anno: 29,5 anni terrestri
Durata del giorno: 10 ore 28 minuti
Temperatura atmosferica: -185° C
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Gli anelli? Un branco
Gli anelli di Saturno hanno costituito per secoli un puzzle
scientifico
Oggi sappiamo che sono formati prevalentemente da frammenti di
ghiaccio, probabile residuo della distruzione di una cometa
Una lama affilata: si estendono fino a 120.000
chilometri dalla superficie dell’atmosfera di
Saturno e sono spessi non più di tre chilometri. In
proporzione, più sottili di un foglio di carta
Sono tenuti a bada dai “pastori”
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Urano
Diametro: 51.118 Km
Distanza media dal Sole: 2,9 Miliardi di
chilometri
Satelliti: 27
Durata dell’anno: 84 anni terrestri
Durata del giorno: 17 ore 9 minuti
Temperatura atmosferica superficiale: -214,5° C
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Un pianeta sottosopra
L’asse di rotazione di Urano è sullo stesso piano dell’orbita. Non
esiste giorno e notte
Forse l’esito di una antica e spaventosa collisione
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Nettuno
Diametro: 49.528 Km
Distanza media dal Sole: 4,5 Miliardi di
chilometri
Satelliti: 8
Durata dell’anno: 164 anni terrestri
Durata del giorno: 19 ore
Temperatura atmosferica superficiale: -225,5° C
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
E oltre? La fascia di Kuiper
Si estende da 30 a 50 Unità Astronomiche dal Sole
Si stima che vi siano almeno 35.000 oggetti di
diametro superiore ai 100 Km
A tutti gli effetti, Plutone appartiene alla
fascia di Kuiper
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
Dove abitano le comete
Nel 1950 Jan Oort notò che:
•Nessuna cometa seguiva un’orbita che indicava una sua origine
esterna al Sistema solare
•Molte comete di lungo periodo avevano un afelio situato a circa
50.000 Unità Astronomiche
•Non esisteva una direzione preferenziale dalla quale sembravano
provenire le comete
La “nuvola”
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
La nube di Oort
Si suppone possa estendersi da 0,3 a
1,5 anni luce dal Sole
Mai osservata
Un residuo della nebulosa originale
da cui si formarono il Sole e i pianeti
I bordi esterni delle nubi di due stelle
vicine potrebbero sovrapporsi
La perturbazione gravitazionale di stelle vicine potrebbe disturbare l’orbita degli
oggetti, facendoli dirigere verso il Sistema Solare interno
Lanciano, 17 Aprile 2009
L’Universo vicino – Il Sistema Solare
