La Terra nel Sistema Solare

1. La Terra nel Sistema Solare Alziamo gli occhi ed osserviamo il cielo.

2. Che cosa si può vedere? • Galassie • Stelle • Pianeti • Asteroidi o Pianetini • Meteore e Meteoriti • Comete

3. Le Galassie • Le galassie sono insiemi di miliardi di stelle; possono avere forma a spirale, a disco, a spirale barrata. Il nostro Sistema Solare è un piccolo punto di una galassia a spirale: la Via Lattea; ad essa appartengono oltre 100 miliardi di stelle, tra le quali il Sole. Le galassie più vicine alla nostra sono: Andromeda, la Grande e la Piccola nube di Magellano; esse distano alcuni milioni di anni luce dalla Terra.

4. Le Stelle • Hanno una vita che inizia con lo stadio di nebulosa e finisce in modo diverso a seconda delle dimensioni. Nel loro interno avviene la fusione nucleare: nuclei di idrogeno si fondono per formare elio; si liberano quantità enormi di energia che viene irradiata nello spazio. Quando tutto l’idrogeno si è esaurito, le stelle “muoiono” e diventano piccole e compatte (Nane bianche) o esplodono (Nove o Supernove) per poi trasformarsi in oggetti che emettono onde radio (Pulsar) o in corpi densissimi che attraggono anche la luce (Buchi neri). Il Sole è una stella di medie dimensioni e diventerà una Nana bianca.

5. Il Sistema Solare è costituito da: • Sole • Pianeti • Asteroidi o Pianetini • Comete • Meteore e Meteoriti

6. Il Sole • Ha un nucleo interno, nel quale, a temperature di milioni di gradi, avviene la fusione nucleare. Vi è poi una zona in cui avvengono movimenti convettivi di materiale. La parte luminosa e visibile del Sole è detta fotosfera; su di essa è possibile scoprire le macchie solari (zone scure che si spostano sulla superficie secondo dei cicli che durano undici anni) e un’enorme quantità di granuli brillanti (granulazioni). Più esternamente c’è la cromosfera e successivamente la corona solare; da questa zona partono le protuberanze (grandi nubi di gas) e il vento solare (gas e particelle cariche che si diffondono nello spazio arrivando anche sulla Terra e provocando tempeste magnetiche e aurore boreali).

7. I Pianeti • Sono nove e ruotano su orbite ellittiche secondo leggi enunciate da Keplero e inserite da Newton nella Teoria della Gravitazione universale. Distinguiamo pianeti interni o di tipo terrestre (Mercurio, Venere, Terra, Marte) ed esterni o gassosi (Giove, Saturno, Urano, Nettuno); fa eccezione Plutone, che pur essendo esterno è piccolo e roccioso.

8. Giovanni Keplero Nome italianizzato dell'astronomo tedesco Johannes Kepler (1571-1630). Assistente di Tycho Brahe a Praga, ne utilizzò le numerosissime osservazioni dei pianeti nell'ambito della concezione copernicana e ne sviluppò gli studi, giungendo a formulare le tre leggi del moto planetario che prendono il suo nome: • I legge«Le orbite dei pianeti sono ellissi di cui il Sole occupa uno dei fuochi». • II legge«Il raggio vettore che unisce il Sole a un pianeta spazza aree uguali in tempi uguali». • III legge«I quadrati dei periodi di rivoluzione dei vari pianeti sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle loro orbite».

9. Fisico e matematico inglese (1642-1727). Laureatosi al Trinity College di Cambridge (1665), per due anni (1665-1666) si dedicò a profondi studi sulla luce, effettuando fra l'altro le esperienze sulla scomposizione. Chiamato (1669) alla cattedra di matematica di Cambridge, in seguito alla sua realizzazione del primo telescopio riflettore, nel 1672 fu nominato socio della Royal Society. Nel 1687 pubblicò i Philosophiae naturalis principia mathematica, opera che, costituendosi come fondamento della meccanica e della fisica classiche (teoria della gravitazione universale, leggi fondamentali della dinamica), doveva influenzare per due secoli il pensiero scientifico e lo sviluppo della scienza. La legge della gravitazione universale è: F = K M m d² Isaac Newton

10. Mercurio • E’ il più vicino al Sole ed il più piccolo dopo Plutone. Ruota su sé stesso in 59 giorni ed intorno al Sole in 88 giorni. L’atmosfera è quasi assente e la temperatura varia da –170 ºC a +430 ºC . Era noto fin dall’antichità, ma nel 1974 la sonda Mariner 10 è riuscita a fotografare la sua superficie.

11. Venere • E’ il più vicino ed il più simile alla Terra. Nell’antichità veniva considerato una stella e chiamato Vespero o Stella della sera, perché era visibile ad occidente dopo il tramonto, e Lucifero o Stella del mattino, perché si vedeva ad est prima del sorgere del Sole. Ruota in senso retrogrado, sicchè il Sole lassù si vedrebbe sorgere ad ovest e tramontare ad est. La temperatura al suolo è elevatissima (circa 500 ºC) a causa di un fortissimo effetto serra.

12. Marte • E’ detto il Pianeta rosso a causa della presenza di ossido di ferro (ruggine) sulla sua superficie. Nell’ 800 si credette alla possibilità di vita su Marte, grazie anche alle osservazioni dell’italiano Schiapparelli, che credette di vedere sulla sua superficie canali artificiali; in realtà essi sono originati da corsi d’acqua, un tempo presenti sul pianeta. Marte ha due satelliti naturali: Phobos e Deimos.

13. Giove • E’ il più grande del Sistema solare; può essere considerato una stella mancata, sia per le dimensioni, che per la composizione chimica: è composto per lo più di idrogeno ed elio. Sulla sua superficie spicca una macchia rossa, forse un enorme uragano ancora in corso. Giove ruota velocissimo attorno al proprio asse ed è quindi molto schiacciato ai poli. Ha numerosi satelliti (finora ne sono stati scoperti 17): i più importanti sono Europa, Io, Ganimede e Callisto.

14. Saturno • Famoso per i suoi anelli, fatti di ghiaccio e rocce, ha la stessa composizione chimica di Giove. Ruota su se stesso molto rapidamente come Giove, mentre compie una rivoluzione completa attorno al Sole in 29 anni, in accordo con la terza legge di Keplero. Ha numerosissimi satelliti, fra i quali spicca Titano, che è più grande di Mercurio.

15. Urano • E’ composto di idrogeno, metano ed ammoniaca; ha anch’esso, come Saturno, parecchi anelli e satelliti. Le sue particolarità sono che ruota in senso retrogrado, come Venere, e il suo asse è quasi parallelo al piano dell’orbita, sicchè nell’emisfero nord è estate per parecchi anni, mentre nell’emisfero sud è inverno e viceversa: il suo periodo di rivoluzione è infatti di 84 anni.

16. Nettuno • Ha la stessa composizione chimica di Urano. Fu scoperto nel 1846 da un astronomo tedesco, Galle; compie la sua rotazione in 16 ore e la rivoluzione in 165 anni terrestri. Ha due satelliti naturali: Tritone e Nereide. La temperatura al suolo è –220 ºC circa.

17. Plutone • E’ il più lontano dal Sole ed il più piccolo. E’ roccioso e possiede un satellite, Caronte. Fra le poche conoscenze che si hanno su questo pianeta (scoperto nel 1930), si sa che compie la sua rivoluzione su un’orbita molto ellittica in 248 anni.

18. Gli Asteroidi • Detti anche Pianetini, sono frammenti di un pianeta che si è disgregato in seguito ad un urto con qualche altro corpo celeste oppure il risultato di un pianeta che non è riuscito a formarsi. Un gruppo molto numeroso ruota in un’orbita compresa fra Marte e Giove; altri due gruppi (i Troiani) precedono e seguono Giove nella sua orbita; vi sono poi numerosi altri sciami, (Icaro, Adone, Cerere), che ruotano su orbite molto schiacciate. Ogni tanto qualche frammento si avvicina alla Terra.

19. Frammenti di roccia di dimensioni più piccole degli asteroidi vagano numerosissime nello spazio; alcuni sciami (Leonidi, Perseidi) ruotano attorno al Sole su orbite molto schiacciate e in due periodi dell’anno (11-12 novembre e 10-11 agosto) intersecano l’orbita terrestre. Quando, a causa dell’attrazione terrestre, entrano nella nostra atmosfera bruciano e vengono chiamate impropriamente Stelle cadenti. Se riescono a raggiungere il suolo terrestre sono denominate Meteoriti, altrimenti Meteore. Meteore e Meteoriti

20. Le Comete • Sono aggregati di ghiaccio, roccia e gas. Hanno un nucleo brillante, una chioma che lo avvolge e una coda che si forma a causa del vento solare, quando la cometa si avvicina al Sole, che scioglie il suo rivestimento di ghiaccio. Vi sono comete che percorrono orbite ellittiche e ritornano periodicamente in prossimità del Sole (la cometa di Halley ogni 75 anni), altre dopo essere passate vicino al Sole si allontanano ed escono dal Sistema solare.