Ciao!
Come abbiamo visto nelle pagine precedenti il
Sistema Solare è un insieme di molti corpi celesti, diversi
fra loro. La sua forma complessiva è quella di una sfera
di migliaia e migliaia di passi (ti ricordi, abbiamo
misurato in passi!). Questa sfera racchiude entro di sé:
la nube di Oort, all'interno la fascia di Kuiper, e ancora
più all’interno, la zona dei pianeti.
Ma come stanno assieme tutti questi corpi e quali sono i loro rapporti, insomma che
succede nel Sistema Solare? Anche il nome Sistema Solare ci indica il fatto che il Sole
regola tutto il sistema di pianeti, satelliti, comete. Come "funziona" il sistema Solare?
Gli astronomi dicono che il Sole è una
stella di tipo G2V. Questa sigla vuol dire
che è una stella relativamente piccola e
tranquilla, con una vita regolare e non
troppo agitata, e di colore giallo-rosso.
Anche se come stella è relativamente piccola il Sole, rispetto alle dimensioni della
Terra, è decisamente un gigante: circa 1.391.980 chilometri di diametro contro i
12.756 chilometri della Terra. È quindi una gigantesca sfera di gas con temperature
che crescono dall’esterno dove abbiamo una temperatura di 6-7000 gradi verso il
centro dove pensiamo vi siano temperature di 14-15 milioni di gradi e il materiale è
molto, molto più denso.
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Ma queste informazioni servono a poco..., per comprendere il funzionamento del
Sistema Solare occorre analizzare alcune caratteristiche del Sole:
1. ha una massa enorme e quindi genera un campo gravitazionale enorme
2. emette continuamente radiazione
3. emette continuamente un flusso di particelle
4. è dotato di un campo magnetico piuttosto forte.
Esaminiamole una alla volta:
1. La massa del Sole è il 99.6 % della massa totale del sistema Solare. Tutti gli altri corpi
presenti: pianeti, satelliti, migliaia e migliaia di asteroidi, miliardi di nuclei cometari,
nubi di polveri etc. sono, tutti assieme rappresentano lo 0,4 % del totale.
Decisamente poco, eppure pensa che in questo poco è compresa anche la nostra
Terra.
Parliamo prima di tutto della Terra e della sua attrazione gravitazionale per poi
estendere il discorso al Sole. Se hai una gomma in mano e la lasci, questa cade ai
tuoi piedi. Non ti meravigli sicuramente di quello che sta succedendo! La Terra attira
la gomma, ma anche la gomma attira la Terra?
Esperienza Prendi una fune e ad un lato della fune mettiti tu, dall’altra parte tutti i
tuoi compagni di classe. Bene in questo esempio tu rappresenti la gomma, i tuoi
compagni
rappresentano la Terra.
E adesso cominciate a giocare: tu verrai
trascinato dai tanti, ma anche tu riuscirai a spostare gli altri, di poco poco... fai fatica
ad accorgertene!
Si può dire che più grande è il corpo, maggiore è l’attrazione che questo corpo
esercita sugli altri, ma esiste comunque un’azione reciproca.
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Qualunque altro corpo si metta al posto della gomma, anche esso sarà attratto dalla
Terra cioè risentirà della forza della Terra, cioè dell’ attrazione gravitazionale originata
dalla Terra (insomma per dirla in breve torna a cadere!).
Si può dire che la Terra è sorgente di un campo gravitazionale; si può anche dire che
ogni corpo, proprio una massa, esercita una attrazione gravitazionale su tutti gli altri.
Ora si torna al Sole.
Poiché ha una massa tanto grande creerà un campo gravitazionale molto intenso
che si espande in tutto il Sistema Solare. Tutti gli altri corpi risentono di
quest’attrazione e tutti, dai pianeti ai satelliti agli asteroidi, creano a loro volta un
campo gravitazionale, ma più piccolo, perché la loro massa è molto minore di quella
del Sole.
Ma perché la Terra e tutti gli altri pianeti, asteroidi, etc. non cadono sul Sole?
Proviamo a farcene una idea.
Esperienza Prendi una gomma per cancellare. Tenila inizialmente in mano, poi
lasciala cadere. Essa cade a terra. Ora lanciala distante con poca forza, cadrà un
po’ più in là. Ripeti più volte l’esperienza dando spinte sempre maggiori. Cosa
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succederà alla gomma?
Se riuscissi a darle una sufficiente spinta iniziale la gomma entrerebbe in orbita
attorno alla Terra (pensa che bello: avresti costruito un satellite-gomma!).
E’ esattamente quello che succede a pianeti, asteroidi ... Evidentemente avevano
una “spinta” tale da contrastare la forza di attrazione prodotta dal Sole non
abbastanza da poter “scappare”, ma a sufficienza per poter “non cadere” sul Sole.
Quindi dipende tutto dalla spinta iniziale, cioè dalla spinta che avevano al momento
della formazione del Sistema Solare.
2. Il Sole produce energia al suo interno, nel cosiddetto nucleo, grazie alle reazioni di
fusione nucleare. In questa zona la densità è elevatissima cioè le particelle del gas, in
gran parte idrogeno, stanno molto vicine una all’altra, si muovono in tutte le direzioni,
si urtano continuamente, portando la temperatura a diversi milioni di gradi. In queste
condizioni avviene la fusione nucleare.
Che cosa è la fusione nucleare?
Ecco un esempio pratico: pensa che i nuclei degli atomi di idrogeno siano piccole
automobili, tutte uguali (ad esempio delle piccole “Smart”) che si scontrano, si
fondono e danno origine ad un’automobile più grossa (ad esempio una “Renault
Espace”). Le Smart rappresentano dei nuclei di idrogeno, la Espace rappresenta il
nucleo dell’ elio. Da questo scontro c’è qualche pezzo che rimane ( un pezzetto di
volante, di ruota...), un pezzetto in sovrappiù.
Bene questo sovrappiù all’interno del Sole si trasforma in energia che inizia il suo lento
cammino verso la superficie, passa i vari strati di gas e qualche milione di anni dopo,
arriva alla superficie del Sole e da lì viene emessa in tutto lo spazio.
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Questa energia impiega altri 8 minuti per arrivare sulle nostre teste, cioè per
percorrere la distanza Terra-Sole, ma è quella prodotta dal Sole qualche milione di
anni prima. Per arrivare ai confini della Nube di Oort ed uscire dal Sistema Solare
impiega circa 6 giorni.
Ma che cosa succede quando ti allontani dal Sole?
Esperienza Metti una torcia accesa in una stanza buia in modo che il fascio di luce
della torcia illumini uno schermo. Se avvicini la torcia allo schermo la zona illuminata,
cioè colpita dalla radiazione è piccola, ma risulterà molto luminosa. Se allontani la
torcia, la zona illuminata sarà maggiore ma risulterà poco illuminata.
3. Date le temperature in gioco sia al centro (milioni di gradi) che sulla superficie del
Sole (migliaia di gradi) alcune particelle vengono “strappate” dal Sole stesso e
lanciate nello spazio circostante. Il flusso di queste particelle viene chiamato “vento
Solare”.
Quindi il Sole, ci manda anche particelle.
Pensa a che cosa succede ad una macchina che lancia palle da tennis in tutte le
direzioni. Se metti uno schermo a un metro di distanza questo sarà colpito da un
certo numero di palle. Il numero di palle che colpisce lo stesso schermo diminuirà
velocemente più lontano metti lo schermo.
4. Infine occorre considerare che tutta questa attività di produzione di energia
nel nucleo e di trasporto della stessa dal centro della sfera di gas alla sua superficie
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genera, entro il Sole, delle grandi zone che ruotando producono un intenso campo
magnetico.
Cosa si intende per campo magnetico e come varia?
Esperienza Procurati una calamita, un pezzettino di ferro molto più leggero della
calamita, un foglio di carta e della limatura di ferro.
Metti la calamita su una superficie molto liscia. Poni il pezzetto di ferro ad 1
centimetro dalla calamita, verrà attratto dalla calamita e vi si attaccherà. Ora prova
a metterlo alla distanza di 2 centimetri, il fenomeno si ripeterà.
Continua ad allontanare il pezzetto di ferro. Che cosa succede?
Si può dire che il campo di forza creato dalla calamita dipende dalla distanza dalla
calamita stessa?
Quanto detto sul campo magnetico ci aiuta a capire anche qualcosa di più sul
campo gravitazionale. I due campi sono dovuti a fenomeni diversissimi anche se per
alcune cose si comportano in modo molto simile.
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Occorre fare però molta attenzione: perché la Luna non cade sul Sole dato che la
massa del Sole è enormemente superiore a quella della Terra?
Anche se Il Sole ha una massa enormemente più grande della Terra, la sua distanza
dalla Luna è enormemente più grande di quella della Terra e quindi, in quel punto
“vince” (cioè è maggiore) il campo di attrazione gravitazionale della Terra. E’ quindi
importante considerare anche la distanza a cui ci troviamo dal corpo.
Si può quindi dire che in ogni punto del Sistema, da Mercurio ad un nucleo di
cometa al limite estremo della nube di Oort si devono considerare quattro elementi
importanti: campo gravitazionale, campo magnetico, vento solare e radiazione.
Per sapere cosa succede in un punto occorre “fare i calcoli” e considerare tutti i
campi che entrano in gioco, non solo quelli del Sole, ma anche quelli degli altri corpi.
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