Astronomia Lezione 14/1/2013

Astronomia
Lezione 14/1/2013
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.
Pianeti del Sistema Solare
Le orbite dei pianeti
Orbite dei pianeti
Tutti i pianeti orbitano nello stesso senso intorno al Sole.
Se guardiamo il sistema solare dall’alto in modo che il moto sia in senso antiorario,
quasi tutti ruotano sul loro asse in senso antiorario tranne Venere e Urano (moto retrogrado).
Dati Fisici dei Pianeti
Pianeti Terrestri
La Terra
Campo Magnetico Terrestre
Le Aurore
L’ atmosfera terrestre
La Luna
La formazione della Luna
Pianeti Inferiori: Mercurio e Venere
Mercurio e Venere orbitano più vicini al Sole rispetto alla Terra. Per questo li vediamo
spesso al mattino o alla sera (si trovano vicino al Sole).
Venere è detta anche stella del mattino.
Mercurio
Orbita di Mercurio e Periodo di Rotazione
Mercurio impiega un tempo per ruotare su sé stesso pari a 2/3 del tempo impiegato
ad un’orbita attorno al Sole. Questo è dovuto al fatto che: a) Mercurio non è perfettamente
Sferico, b) l’orbita è molto ellittica. Fino al 1960 si pensava che la rotazione fosse
perfettamente sincrona, invece no. Questo fa si che la differenza di temperatura tra zona
Illuminata e non illuminata sia meno grande.
Immagine di un lato di Mercurio dalla sonda Mariner 10, l’altra faccia non e’ ancora conosciuta
così bene.
Crateri su Mercurio
La superficie di Mercurio
Presenta dei crateri molto simili
a quelli della Luna !
Questi crateri si sono formati molto
tempo fa (circa 4 miliardi di anni fa)
quando il sistema solare era
popolato da meteoriti.
Ci sono anche pianure prodotte
da lava emessa da vulcani poco
dopo il periodo delle meteoriti
(3.8 miliardi di anni fa).
C’e’ però meno ferro rispetto alle
pianure sulla luna e quindi queste
zone sono meno scure.
Increspature su Mercurio
Dovute molto probabilmente al raffreddamento di Mercurio. La crosta appare come
spaccata in alcuni punti.
I Crateri
I crateri da impatto sulla terra
Venere
Effetto Serra
Immagine del suolo di Venere
Mappa di Venere
Ci sono dei crateri ma sono distribuiti in maniera casuale: piu’ o meno la superficie di Venere
ha la stessa età. Questo perché la crosta di Venere e’ molto piu’ sottile di quella della Terra.
Non vi è una tettonica a placche come sulla Terra ma un movimento della superficie in piu’
zone.
Superficie di Venere
In pratica:
- Non abbiamo catene montagnose
come sulla terra (tettonica a placche).
(tipo le ande…etc)
- Non abbiamo molti crateri come sulla
Luna o Mercurio perché la superficie
si muove lo stesso e cancella i crateri.
Un esempio e’ il cratere nella zona
di Beta Regio che e’ mezzo cancellato da
una faglia.
Vulcani su Venere
La superficie di Venere è revente e per la maggior parte di orgine vulcanica.
Anche se i vulcani sono quasi tutti spenti c’e’ evidenza per una attività vulcanica attuale.
Marte
I «canali» di Marte
Nel 1877 l’astronomo italiano Giovanni
Schiaparelli annunciò la scoperta di canali
su marte.Questi indicavano la presenza di vita
sul pianeta.
Il miliardario Percival Powell fece costruire un
Telescopio enorme a Flagstaff in Arizona
Per osservare questi canali e confermò
Le misure di schiaparelli.
Purtroppo queste osservazioni si rivelarono
Erronee ma stimolarono le osservazioni di
Marte e molta letteratura fantascientifica.
(La guerra dei mondi e altri romanzi
nascono tutti da queste osservazioni di
Schiaparelli)
Superficie di Marte
La superficie di Marte è in realtà priva di canali ma ha zone di colore diverso (che furono
scambiate per canali. In alcune zone ci sono molti crateri da impatto. Queste zone sono
le più antiche perché la maggior parte degli impatti e’ avvenuta 4 miliardi di anni fa.
Tempeste di Sabbia su Marte
I crateri su Marte si sono visti solo recentemente. Anche con l’Hubble Space Telescope è
Difficile vederli. Il motivo sono le tempeste di sabbia che alle volte oscurano
la superficie dell’intero pianeta.
Superficie di Marte
La superficie di Marte e’ molto particolare. L’emisfero sud e’ piu’ alto di circa 5 km rispetto
all’emisfero nord. Anche qui non c’e’ evidenza di tettonica a placche ma il motivo rispetto
a Venere e’ diverso: qui il pianeta è più freddo al suo interno e non ci sono moti.
Superficie di Marte
Il fatto che non ci sia moto di placche non significa però che non ci sia strutture.
L’altopiano di Tharsis (circa 6 km piu’ in alto) e’ stato probabilmente formato da attività
vulcanica. Questo ha molto probabilmente prodotto anche la spaccatura della
Valles Marineris.
Vulcani su Marte
Anche su Marte ci sono Vulcani.
Sono tutti spenti.
La presenza di crateri nelle loro
vicinanze indica che sono molto
antichi.
Quindi Marte si è raffreddato prima
di Venere e ha una crosta molto più
spessa.
Il monte Olimpo
Stagioni su Marte
Ai poli può fare sufficientemente
freddo da far ghiacciare l’anidride
Carbonica.
Durante l’inverno si può presentare
una neve di ghiaccio secco,
Diavoli della sabbia su Marte
Su Marte si formano delle piccole
trombe d’aria chiamate diavoli della
sabbia.
Questi fenomeni sono comuni sulla
Terra (ad esempio in Arizona).
Questi diavoli sono tornati molto utili
alle sonde spirit e opportunity
perché hanno ripulito i loro pannelli
solari e hanno permesso una durata
della missione molto più lunga.
Sonde su Marte
Al momento ci sono arrivati 4 rover: Pathfinder (1997), Spirit e Opportunity (2004),
Curiosity (2012).
C’era Acqua (liquida) su Marte ?
Nella zona dove è
atterrato Spirit ci sono
rocce con di sali Solfati.
Queste però contengono
olivina.
Non ci puo’ essere stata
acqua perché questa si
distrugge al suo contatto.
Viceversa Opportunity
ha trovato zone
con rocce di
sedimentazione.
Qui l’acqua in passato
c’era.
Acqua su Marte
Si sono osservati anche dei piccoli
canali, come formati da rigagnoli
d’acqua.
Acqua su Marte
Nel passato quindi l’acqua era presente solo in alcune zone.
Oggi non può stare in superficie (vaporizza subito per la bassa pressione).
Può stare e si è trovata sotto la superficie misurando l’emissione di neutroni (meno neutroni
più acqua) rilasciati dalla superficie di Marte sotto il bombardamento di raggi cosmici.
Ce ne e’ abbastanza per ricoprire l’intera superficie di Marte per 500 m.
I Pianeti Gioviani
Giove
Atmosfera Gioviana
Le fasce brune e chiare sono nuvole
dell’atmosfera gioviana trascinate
dalla sua rotazione veloce.
Zone equatoriali ruotano più
velocemente delle zone polari.
Non si sa bene perché alcune siano
chiare e altre meno (chiare piu’ profonde
e più calde, scure meno profonde).
Sono evidenti delle regioni in cui hanno
luogo delle tempeste.
La zona rossa di Giove e’ una tempesta
che dura da secoli.
Altre si formano di continuo.
Campo Magnetico di Giove
Giove ha un fortissimo campo magnetico.
Questo crea una magnetosfera che intrappola
Le particelle cariche e le fa emettere una
Radiazione di sincrotrone.
Sono evidenti anche le aurore.
Il campo magnetico è generato dalla
Rotazione di idrogeno ed Elio metallici all’interno.
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.