Il Sistema Solare Ambrosini Sharon Villa Nicole Raicu Sergiu Classe: 3°D Anno scolastico 2013-2014 Il Sistema Solare Il sistema solare è il sistema planetario costituito da una varietà di corpi celesti mantenuti in orbita dalla forza di gravità del Sole. Esso ha avuto origine 5 miliardi di anni fa. È costituito da: • Otto pianeti; • Meteoriti; • Meteore; • Asteroidi; • Comete. Pag. iniziale L’origine del Sistema Solare Enorme nube di polvere cosmica comincia a collassare Contraendosi e scaldandosi, accende una stella: il Sole Attorno ad esso ruota una piccola parte di nube costituita da particelle solide Esse si scontrano e si aggregano, diventando via via sempre più grandi Incominciano a esercitare la propria forza di gravità Si creano i planetesimi Nel corso dei milioni di anni prendono forma i vari componenti del Sistema Solare Pag. iniziale Il Sole • • • • • • • • • Il Sole è la Stella madre del Sistema Solare; È considerato una Stella media gialla; Nel Sole avviene la fusione nucleare; Il diametro del Sole misura 1,4 milioni di km; La sua massa è 330 000 volte quella della Terra; La temperatura della superficie è di circa 6000°; La temperatura interna è pari a 10 milioni di gradi; Il Sole ruota su se stesso e ci impiega 25 giorni; Costituisce il 99% della massa del Sistema. Pag. iniziale Le Stelle STELLA = corpo celeste che brilla di luce propria composto da gas (80% idrogeno e 20% elio). La classificazione delle Stelle avviene in base a: - Temperatura superficiale; - Dimensioni. Pag. iniziale Il ciclo della Stella Ammasso di idrogeno concentrato in certe zone, la NEBULOSA. Essa è la prima fase della formazione di una Stella. NEBULOSA PROTOSTELLA STELLA 90% della sua vita Pag. iniziale Il destino di una Stella 1) Massa della Stella ≤ Sole Reazioni nucleari STELLA ROSSA NANA BIANCA 2) Massa della Stella > Sole Reazioni nucleari SUPERGIGANTE SUPERNOVA 3) Massa della Stella >> Sole Reazioni nucleari SUPERGIGANTE ROSSA PULSAR SUPERNOVA BUCO NERO gravità enorme Pag. iniziale Classificazione delle Stelle In base alla TEMPERATURA SUPERFICIALE: - Rosso (più freddo) - Arancione - Giallo - Bianco - Azzurro (più caldo) In base alle DIMENSIONI: - Nane - Medie - Giganti - Supergiganti Pag. iniziale Le eclissi Le eclissi avvengono quando il Sole, la Terra e la Luna sono perfettamente allineati. ECLISSI DI SOLE Si verifica quando c’è la fase di novilunio. La Luna oscura il Sole con la sua ombra. L’eclissi può essere: - totale: quando la Luna copre tutto il Sole; - anulare quando la Luna non riesce a coprire tutto il Sole di cui resta visibile un anello periferico; - parziale: quando la Luna copre parzialmente il Sole. ECLISSI DI LUNA Si verifica quando c’è la fase di plenilunio. La Terra oscura la Luna con la sua ombra. L’eclissi può essere: - totale: quando tutta la Luna è coperta dalla Terra; - parziale: quando la Terra compre la Luna solo parzialmente. Pag. iniziale I pianeti del Sistema Solare I pianeti, in ordine di distanza dal Sole, sono: - Mercurio; - Venere; - Terra; - Marte; - Giove; - Saturno; - Urano; - Nettuno. I pianeti terrestri/rocciosi sono i primi 4 di questa classifica. Le loro caratteristiche sono: • Più piccoli; • Hanno una densità elevata; • Hanno pochi satelliti. I pianeti gioviani/gassosi sono i successivi. Le loro caratteristiche sono: • Più grandi; • Hanno una densità poco elevata; • Hanno molti satelliti. Pag. iniziale Mercurio Mercurio • • • • • • • • • Diametro: 4 480 km Temperatura minima: -173 °C Temperatura massima: 427 °C Atmosfera (principali componenti): nessuna Satelliti conosciuti: nessuno Moto rotazione: 58,6 giorni Moto rivoluzione:88 giorni Distanza dal Sole: 57,9 milioni di km Particolarità: Mercurio possiede un’atmosfera, ma molto sottile, in quanto ha una massa troppo piccola per poter trattenerne una di grande spessore. I pianeti Pag. iniziale Venere Venere • • • • • • • • • Diametro: 12 140 km Temperatura minima: -45 °C Temperatura massima: 500 °C Atmosfera (principali componenti): anidride carbonica, gas corrosivi a base di zolfo Satelliti conosciuti: nessuno Moto rotazione: 243 giorni Moto rivoluzione: 224 giorni Distanza dal Sole: 108 milioni di km Particolarità: Venere brilla come una stella perché lo strato di nubi che circonda il pianeta, sopra la superficie, ha lo stesso effetto di un manto di neve che riflette la luce. Mercurio Pag. iniziale Terra Terra • • • • • • • • • Età: 4,6 miliardi di anni circa; Superficie totale: 510 065 285 km²; Superficie delle terre emerse: 29,2%; Superficie delle acque: 70,8%; Inclinazione dell’asse: 23,5° circa; Distanza dal Sole: 149.600.000 km; Ha un solo satellite che è la Luna; Ha una struttura a strati, costituita da crosta, mantello e nucleo; Essa compie, come tutti i pianeti, due movimenti: il moto di rotazione e il moto di rivoluzione. Venere Pag. iniziale Marte Marte • • • • • • • • • Diametro: 6 800 km Temperatura minima: -140 °C Temperatura massima: 20 °C Atmosfera (principali componenti): anidride carbonica, azoto, argo Satelliti conosciuti: 2 (Phobos e Deimons) Moto rotazione: 25 ore circa Moto rivoluzione: 687 giorni Distanza dal Sole: 227,9 milioni di km Particolarità: sul questo pianeta fa molto più caldo al sud rispetto che al nord. Ciò è dovuto al fatto che la rivoluzione di Marte attorno al Sole non è circolare. Terra Pag. iniziale Giove Giove • • • • • • • • Diametro: 142 800 km Temperatura media: -121 °C Atmosfera (principali componenti): idrogeno, elio, cristalli di ammoniaca e metano Satelliti conosciuti: 16 Moto rotazione: 10 ore circa Moto rivoluzione: 12 anni circa Distanza dal Sole: 778 milioni di km Particolarità: i vari colori che si possono notare guardando la superficie di Giove sono dati dalla presenza di diversi gas che ruotano in direzioni differenti. Marte Pag. iniziale Saturno Saturno • • • • • • • • Diametro: 120 000 km Temperatura media: - 186 °C Atmosfera (principali componenti): idrogeno, elio Satelliti conosciuti: in numeri elevato Moto rotazione: 10 ore circa Moto rivoluzione: 29 anni Distanza dal Sole: 1427 milioni di km Particolarità: questo pianeta possiede degli anelli composti da varie e diverse rocce, che però non sono sempre visibili. Infatti, ogni 15 anni, Saturno ce li presenta di profilo, facendoli apparire sottilissimi, quasi come scomparsi. Giove Pag. iniziale Urano Urano • • • • • • • • Diametro: 51 800 km Temperatura media: - 205 °C Atmosfera (principali componenti): idrogeno, elio, metano Satelliti conosciuti: 15 Moto rotazione: 16 ore Moto rivoluzione: 84 anni Distanza dal Sole: 2869 milioni km Particolarità: possiede degli anelli sottilissimi, scoperti soltanto nel 1977. Nove sono ben definiti, ma gli altri due non sono molto visibili. Saturno Pag. iniziale Nettuno Nettuno • • • • • • • • Diametro: 49 500 km Temperatura media: - 220 °C Atmosfera (principali componenti): metano, tracce di idrogeno e ammoniaca Satelliti conosciuti: 7 Moto rotazione: 18 ore e 12 minuti Moto rivoluzione: 164 anni Distanza dal Sole: 4496,6 milioni di km Particolarità: questo pianeta è di colore azzurro intenso perché il metano che compone la sua atmosfera assorbe la luce rossa e i raggi del Sole. Inoltre le particelle di ghiaccio presenti nelle sue nuvole sono, anch’esse, di colore azzurro. Urano Pag. iniziale La struttura della Terra La Terra è divisa in 3 strati: - La parte più interna è il NUCLEO; - La parte centrale è il MANTELLO; - La parte più esterna è la CROSTA. NUCLEO: è detto anche Ni Fe (Ni= Nickel Fe =Ferro) E suddiviso in 2 parti: nucleo esterno (allo stato liquido) e nucleo interno (allo stato solido). Nel nucleo avviene la FISSIONE NUCLEARE. MANTELLO: è anche detto MaFe (Ma= Magnesio Fe= Ferro) Esso è diviso in 3 parti: - litosfera (parte rocciosa della Terra) - astenosfera (di consistenza densa) - mesosfera Nell’astenosfera si verificano i MOTI CONVETTIVI. CROSTA: è detta anche SiAl (Si= Silicio Al= Alluminio) Essa sostiene sia gli oceani (crosta oceanica, è più sottile: 5/10 km) sia i continenti (crosta continentale, è più spessa: 70 km). La crosta è divisa in zolle (o placche) che si muovono l’una rispetto all’altra. Pag. iniziale I moti convettivi I moti convettivi avvengono nell’astenosfera e stanno alla base di tutto ciò che avviene nella crosta: - terremoti - vulcani - deriva dei continenti I moti convettivi provocano il movimento delle zolle/placche in cui è divisa la crosta terrestre e sono dovuti al fatto che il nucleo della Terra emana calore. Ciascuna zolla presenta dei MARGINI che si muovono l’uno rispetto all’altro: 1- Margini divergenti: i margini della crosta oceanica divergono (si allontanano) l’uno dall’altro a causa del magma che fuoriesce dalle dorsali oceaniche (= spaccature in prossimità degli oceani). Quanto la crosta oceanica incontra quella continentale sprofonda (= subduzione) 2- Margini convergenti: i margini delle placche si avvicinano, convergono. Possono convergere: - due croste continentali: non c’è subduzione, si formano catene montuose; - una crosta continentale e una oceanica: l’oceanica sprofonda creando una spaccatura. Se da essa esce del magma si creano dei vulcani, se il magma solidifica si formano catene montuose; - due croste oceaniche: sprofondano entrambe e si crea l’arco insulare vulcanico. 3-Margini trascorrenti/trasversali: le due zolle si muovono in due direzioni opposte. Pag. iniziale Deriva dei continenti • La teoria della deriva dei continenti (o della tettonica a placche) spiega come avvengono i moti convettivi; • È una teoria elaborata da Wegener, il quale aveva fatto tre osservazioni: 1) Osservazione morfologica: c’è una complementarietà nei profili dei continenti 2) Osservazione geologica: alcuni rilievi proseguono da un continente all’altro; 3) Osservazione paleontologica: ci sono fossili simili in zone molto distanti; • Wegener, però, non venne creduto perché non riuscì a dimostrare la causa della deriva dei continenti. Pag. iniziale Vulcani e terremoti VULCANI: qualsiasi spaccatura del terreno da cui fuoriesce il magma (lava) Essi si classificano in base alla lava (in vulcani hawaiani, vulcani stromboliani o vulcaniani e vulcani peleani) e in base alla loro attività (attivi, spenti, quiescienti) TERREMOTI: movimenti della crosta terrestre. Cause: - vicinanza a un vulcano - cedimento di grotte sotterranee - movimento reciproco di placche Essi sono rilevati da strumenti detti sismografi. Il punto nella crosta dove si origina il terremoto si chiama IPOCENTRO, mentre la sua proiezione sulla superficie terreste, è detta EPICENTRO. Si classificano con la SCALA MERCALLI (misura i danni) e con la SCALA RICHTER (misura la magnitudine). Pag. iniziale I movimenti della Terra La Terra compie due movimenti: il moto di rotazione e il moto di rivoluzione. - MOTO DI ROTAZIONE = rotazione della Terra attorno al proprio asse Periodo: 24 ore Conseguenze: - alternanza di dì e notte - movimento apparente di stelle, Sole e Luna. - MOTO DI RIVOLUZIONE = rotazione della Terra attorno al Sole. Il percorso che copie la Terra (= orbita) è di 930 mln di km). Il punto della Terra più lontano dal sole si chiama AFELIO, mentre quello più vicino PERIELIO. Periodo: 365 giorni Conseguenze: - stagioni (EQUINOZI e SOLSTIZI) - diversa durata di dì e notte. Pag. iniziale Solstizi Solstizi SOLSTIZIO D’INVERNO: 21 dicembre - Il Polo Sud è sempre illuminato; - Il Polo Nord: è sempre al buio; - L’emisfero Sud: caldo e lunghi periodo di luce; - L’emisfero Nord: freddo e lunghi periodi di buio; - I raggi del Sole sono perpendicolari al Tropico del Capricorno. SOLSTIZIO D’ESTATE: 21 giugno - Il Polo Nord è sempre illuminato; - Il Polo Sud: è sempre al buio; - L’emisfero Nord: caldo e lunghi periodo di luce; - L’emisfero Sud: freddo e lunghi periodi di buio; - I raggi del Sole sono perpendicolari al Tropico del Cancro. Movimenti Terra Pag. iniziale Equinozi Equinozi EQUINOZIO DI PRIMAVERA: 21 marzo - Raggi perpendicolari all’Equatore - Dì = notte EQUINOZIO D’AUTUNNO: 21 settembre - Raggi perpendicolari all’Equatore - Dì = notte Solstizi Pag. iniziale La Luna • • • • • • • • • • • È l’unico satellite naturale della Terra; Dista 384 400 km dalla Terra; È il corpo celeste più vicino a noi; Non ha atmosfera; Brilla di luce riflessa; Forma con il nostro pianeta una sorta di ‘’sistema planetario’’ doppio; Moto di rotazione e rivoluzione: 28 giorni; Data la presenza dei moti, la Luna compie delle fasi, dette lunari. Generalmente non è allineata al Sole e alla Terra, perché altrimenti si verifica il fenomeno delle eclissi; Un effetto della reciproca attrazione tra Terra e Luna è il fenomeno delle maree; La prima visita del suolo lunare risale al luglio del 1969, con la missione dell’Apollo 11, da parte degli americani. Pag. iniziale Fasi lunari Le fasi lunari Le fasi lunari sono dovute al diverso allineamento tra Terra-Sole-Luna. - NOVILUNIO o LUNA NUOVA La Luna si trova tra la Terra e il Sole. Il Sole illumina il retro della Luna, perciò essa non si vede. - PRIMO QUARTO La Luna si trova a 90° rispetto al Sole. Si vede una metà della Luna. - PLENILUNIO o LUNA PIENA La Luna si trova allineata alla Terra e al Sole, ma è esterna rispetto alla Terra. Si Vede tutta la Luna. - ULTIMO QUARTO La Luna si trova a 90° rispetto al Sole. Si vede l’altra metà della Luna. La Luna Pag. iniziale Maree Le maree • Le maree sono un effetto della reciproca attrazione tra Terra e Luna. Questo fenomeno è dovuto per 1/3 dall’azione del Sole e per 2/3 dall’azione della Luna; • Esse consistono in periodici abbassamenti (basse maree) e innalzamenti (alte maree) del livello del mare; • Questo fenomeno è periodico: infatti ci sono due basse maree e due alte maree nell’arco di una giornata; • Questi periodici abbassamenti e innalzamenti hanno un “ciclo” di circa 12 ore e sono ben visibili in particolari zone costiere grazie alla forma dei fondali o grazie alle condizioni meteorologiche. Fasi lunari Pag. iniziale La Via Lattea • È la Galassia a cui appartiene il Sistema Solare; • Ha una forma a spirale; • Costituita da un denso nucleo centrale e da una parte; periferica, i bracci della spirale; • Al suo centro si ammassano 100 miliardi di Stelle; • Ha un diametro di circa 100 000 anni luce; • Ruota attorno al proprio centro con una velocità che cresce verso l’interno, come un vortice; • Il Sole si trova a 30 000 anni luce dal centro; • Il Sole ruota alla velocità di 250 km/sec; • Il suo tempo di rotazione è pari a 220 milioni di anni. Pag. iniziale Le Galassie • • • • La Galassia è un gigantesco agglomerato di Stelle indipendenti; Ogni Galassia costituisce un sistema a sé stante; Nell’Universo ci sono milioni di Galassie; In base alla loro forma le Galassie si suddividono in: -Ellittiche: sono di forma ovoidale appiattita e uniforme -A spirale: due bracci che si avvolgono attorno al nucleo centrale sferico o ellittico -A spirale schiacciata: l’ ammasso centrale di stelle presenta due prolungamenti di stelle che nell’insieme assomigliano ad una barra -Irregolari: non hanno una forma ben definita e mostrano una condensazione di stelle, gas e polvere, distribuita irregolarmente. Pag. iniziale L’Universo • Nasce 20 miliardi di anni fa con il Big Bang, un gigantesco scoppio di un atomo primordiale; • Contiene tutto ciò che ha esistenza fisica, ovvero, materia, energia, Pianeti, Stelle, Galassie e il contenuto dello spazio intergalattico; • La sua parte osservabile è di 93 miliardi di anni luce; • È forse di volume infinito; • Si pensa che sia composto per lo più da energia oscura e materia oscura; • Si incominciano a compiere studi su esso dopo il 1915, con la teoria della relatività generale di Einstein. Pag. iniziale Il suo futuro Il futuro dell’Universo Ci sono varie teorie che ipotizzano il futuro dell’Universo. Le principali sono tre: 1. La teoria dell’Universo chiuso o oscillante: una volta esaurita l’energia del Big Bang, le Galassie saranno reciprocamente attratte dalla loro forza di gravità, fino a riconcentrare di nuovo l’Universo in quell’atomo primordiale. Da qui un secondo Big Bang potrebbe far ricominciare la storia; 2. La teoria dell’Universo aperto: la materia presente non è sufficiente a provocare un’attrazione. L’Universo continuerà ad espandersi all’infinito, diventando infinitamente grande e freddo; 3. La teoria dell’Universo stazionario: nell’Universo si creerà sempre nuova materia in grado di dare origine a nuove Galassie ed esso si espanderà sempre di più. In questo caso, però, l’Universo manterrà più o meno la stessa fisionomia all’infinito. L’Universo Pag. iniziale Il Big Bang • Esplosione di 20 miliardi anni, fa per la quale ha origine l’Universo; • La teoria del Big Bang è stata dedotta dalle equazioni della Relatività Generale di Albert Einstein; • Nei giorni successivi al Big Bang, l’Universo era in una condizione di equilibrio termodinamico; • Questa teoria si sta sviluppando ancora oggi perché si sa poco dei primi istanti dopo la sua esplosione. Pag. iniziale I corpi celesti I corpi celesti sono un’entità fisica naturale, che subiscono e possiedono una forza di gravità. Utilizzando questo termine si parla quindi di: -Stelle; -Pianeti; -Asteroidi; -Meteoriti; -Meteore; -Comete. Pag. iniziale Asteroidi Asteroidi • Sono di piccole dimensioni, quasi come satelliti; • Nel Sistema Solare vi sono presenti due fasce di essi: -Tra Marte e Giove -All’esterno di Urano (fascia di Kuiper) • Subiscono troppa forza di gravità contrastante per permettere la formazione di un pianeta; • L’ex pianeta Plutone, classificato pianeta nano dal 24 agosto 2006, si trova nell’ultima fascia di asteroidi. • Vengono definiti ‘Plutoidi’ gli asteroidi di dimensioni più grandi rispetto alla normalità; • Hanno un’orbita precisa. Corpi celesti Pag. iniziale Meteoriti Meteoriti • Sono frammenti di asteroidi; • Dovuti alla scontro violento di due asteroidi; • Si trovano principalmente sulla fascia esterna a Nettuno; • Quando un meteorite entra a contatto con l’atmosfera terrestre, o viene disintegrato dal forte calore che si sprigiona con l’attrito, oppure le sue particelle si consumano prima di arrivare al suolo. Nell’ultimo caso prende il nome di meteora. Asteroidi Pag. iniziale Meteore Meteore • Sono frammenti di meteoriti; • Esse, dopo essere entrate a contatto con l’atmosfera terrestre, si incendiano e lasciano una scia luminosa; • Vengono chiamate, nella quotidianità, stelle cadenti; • Possono essere rifiuti di ‘spazzatura spaziale’. È quanto accade, ogni anno, la notte del 15 agosto. Meteoriti Pag. iniziale Comete Comete • Sono ammassi di gas ghiacciati, prevalentemente ammoniaca, ossido di carbonio e anidride carbonica; • Passando in prossimità del Sole sublimano ( da ghiaccio diventano direttamente vapore senza passare per lo stato liquido); • Sono composte da tre parti differenti: -Nucleo -Chioma -Coda • Nel corso del tempo scompaiono. Meteore Pag. iniziale Movimenti dei corpi I movimenti dei corpi celesti I movimenti dei corpi celesti nel Sistema Solare sono regolati da precise leggi fisiche: • Teoria geocentrica: elaborata dall’egiziano Tolomeo nel 150 d.C si rivelò sbagliata. Questa legge poneva la Terra al centro dell’Universo; • Teoria eliocentrica: elaborata dal polacco Copernico nel 1500 d.C si rivelò esatta. Questa legge pone il Sole al centro dell’Universo; • Galileo: incomincia l’esplorazione dello spazio attraverso il cannocchiale. Scoprì moltissime informazioni che sarà costretto ad abiurare a causa dell’esistenza della Chiesa; • Le tre leggi di Keplero; • La legge di Gravitazione Universale. Pag. iniziale Le 3 leggi di Keplero Il tedesco Keplero, nel 1600 d.C., elabora 3 diverse leggi sul movimento dei pianeti: 1. Tutti i pianeti hanno un moto di rotazione attorno al Sole su orbite ellittiche. Il Sole non è al centro di queste orbite 2. I pianeti compiono la rivoluzione in modo più veloce al perielio (punto sull’orbita di un pianeta più vicino al Sole) e più lento all’afelio (punto sull’orbita di un pianeta più lontano al Sole); 3. I pianeti che orbitano più lontani dal Sole impiegano più tempo per compiere una rivoluzione completa. Pag. iniziale Legge di Gravitazione Universale Isaac Newton, nel 1700 d.C., elabora la legge di Gravitazione universale, che descrive con quale forza due corpi si attraggono. F= G M1M2 d² F= forza di attrazione gravitazionale G= costante M1;M2= masse dei due corpi D=distanza fra i due corpi La forza di attrazione gravitazionale è direttamente proporzionale alla loro massa e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Pag. iniziale La fusione nucleare • La fusione nucleare avviene all’interno del Sole, quando due atomi di deuterio si incontrano con tre di trizio. • Innescando la fusione nucleare, si produce energia pulita. • Questa energia che si produce, non è possibile da riprodurre sulla Terra; infatti per produrre questo tipo di energia servono temperature e pressioni molto elevate che non sono raggiungibili “sperimentalmente”; • Sulla Terra si riesce solo a innescare la fissione nucleare. Pag. iniziale La fissione nucleare • La fissione nucleare avviene all’interno del nucleo della Terra; • Si produce energia grazie alla rottura dell’atomo di uranio 235. Infatti esso viene colpito da un neutrone e così il nucleo si spezza e si divide in due atomi: il cripto e il bario liberando dell'energia e tre neutroni che a loro volta andranno a dividere altri atomi di uranio provocando una reazione a catena. • È la reazione nucleare utilizzata nei reattori nucleari (delle centrali nucleari) e nei tipi più semplici di arma nucleare (bomba atomica); • La fissione nucleare produce energia “non pulita”perché infatti emette delle radiazioni dannose per i viventi. Pag. iniziale La centrale nucleare Per produrre energia, innescando la fissione nucleare, serve la CENTRALE NUCLEARE. Esse hanno, all’incirca, un processo simile a quello delle centrali termoelettriche solo che, invece di utilizzare il carbone, usano l’acqua. Essa è divisa in 3 zone: 1) Reattore: è l’edificio di contenimento. Al suo interno ci sono i reattori che a loro volta hanno i noccioli. È all’interno dei noccioli (costituiti da cilindretti d’uranio) che avviene la fissione; 2) Sala macchine: è dove sono presenti la turbina e l’alternatore, ovvero i macchinari che, tramite dei processi, trasformeranno l’acqua in energia; 3) Torre di raffreddamento: conserva il materiale che è stato usato (detto esausto). Pag. iniziale