STELLE E SISTEMA SOLARE

1. STELLE E SISTEMA SOLARE

2. Le stelle Corpi celesti che brillano di luce propria costituite in gran parta da Idrogeno e Elio. • La luminosità di una stella è dovuta alle reazioni di fusione termonucleari che avvengono sulla sua superficie; • Il colore di una stella è dipende dalla sua temperatura superficie ( la temperatura superficiale di una stella è legata anche alla sua vita: più è calda meno vive). Sulla base delle dimensioni e della temperatura di una stella, è possibile costruire un diagramma che evidenzia la distribuzione delle stelle rispetto a queste due grandezze.

3. Diagramma HR

4. Vita di una stella Le stelle nascono da enormi nubi di polveri e gas cosmico (soprattutto idrogeno e elio): le nebulose. Il materiale che costituisce le nebulose, sotto l’azione della forza di attrazione gravitazionale, tendono a raggrupparsi in blocchi via via sempre più grandi. Le conseguenze di questo fenomeno sono essenzialmente due: • Aumento di massa (forza gravitazionale); • Aumento di temperatura (particelle più interne sottoposte a pressioni crescenti).

7. Come nasce una stella La futura vita della stella dipende essenzialmente dalla sua massa iniziale, più è grande alla nascita e più corta sarà la sua esistenza: • Le più grandi vivono un centinaio di milioni di anni; • Le più piccoli vivono più di 100 miliardi di anni. Affinché questa massa di gas e polveri si trasformi in una stella è necessario che sia talmente grande da portare la temperatura del suo nucleo fino a qualche milione di gradi. Se è troppo piccola non riesce a raggiungere la temperatura sufficiente e sopravvive come qualcosa di non molto diverso dal pianeta Giove.

8. nucleo H H He H H Il motore delle stelle Fusione nucleare 4 atomi diidrogenosi uniscono per formare1atomo dielioe produrreenergia

9. L’energia che si origina nel nucleo produce una pressione che spinge verso l’esterno. La forza di gravità spinge verso l’interno. La stella raggiunge l’equilibrio quando le due forze si equivalgono.

10. La stella in queste condizioni vive un tempo variabile (che dipende dalla sua massa iniziale), e comunque fin quando dura il suo combustibile (H). Quando tutto l’idrogeno si sarà trasformato in elio, verrà meno una delle due forze che garantiscono l’equilibrio della stella, la stella a questo punto collassa su se stessa e la sua “seconda vita” sarà determinata ancora una volta dalla sua massa iniziale.

11. Il nostro Sole ad esempio, una volta esaurito l’idrogeno collasserà su se stesso, determinando però un nuovo aumento di temperatura e l’innescarsi di nuove reazioni nucleari che porteranno alla formazione di elementi più pesanti. Aumenterà di nuovo la forza di espansione dovuta alla fusione nucleare determinando un aumento dell’involucro stellare: il Sole si sarà trasformato un una gigante rossa (le sue dimensioni saranno tali da lambire l’orbita terrestre). Esaurito anche questo carburante la stella torna a contrarsi trasformandosi un una nana bianca ormai fredda e non più brillante.

13. Il Sole Il sole è una stella gialla di medie dimensioni. La sua distanza dalla Terra è di 150 M. di Km. Possiamo distinguere vari strati: • Nucleo: reazioni termonucleari (10 M. di gradi); • Zona radiativa: il calore si propaga per irraggiamento; • Zona convettiva: il calore si propaga per movimento di materia (moti convettivi); • Fotosfera: superficie visibile del Sole (6000 °C, macchie solari); • Cromosfera (atmosfera): visibile solo nelle eclissi solari (protuberanze); • Corona (atmosfera): visibile solo nelle eclissi solari, costituita da particelle ionizzate che formano il vento solare.

15. Il sistema solare Per la sua grande massa, che determina la forza di gravità solare, il sole “trattiene” intorno a se 9 pianeti che ruotano intorno ad esso secondo orbite ellittiche.

16. Distanza dei pianeti dal Sole

17. I pianeti del Sistema solare possono essere distinti in: • Pianeti terrestri (rocciosi): Mercurio, Venere, Terra e Marte: sono piccoli e solidi, possono avere o non avere una atmosfera che comunque è formata da elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio. • Pianeti gassosi: Giove, Saturno: la grande massa (forza di gravità) e la distanza dal Sole gli permettono di avere una atmosfera densa composta da elementi leggeri; • Pianeti ghiacciati: Urano, Nettuno e Plutone: temperature bassissime (-250°C), Plutone è piccolo e roccioso. Alcuni pianeti del Sistema solare hanno 1 o molti satelliti che gli ruotano intorno.

20. Altri corpi di dimensioni minori ruotano intorno al Sole: • Asteroidi; • Comete; • Meteore.

21. Pianeta Afelio Perielio Sole Le leggi di Keplero Keplero descrisse le leggi che regolano il moto dei pianeti intorno al Sole: • Prima legge: i pianeti ruotano intorno al Sole seguendo orbite ellittiche, di cui il Sole occupa uno dei fuochi.