IL SISTEMA SOLARE
• Nascita e formazione
• Il Sole
• I pianeti interni di tipo terrestre
• I pianeti esterni gassosi
• Le lune
• Asteroidi e Comete
• I pianeti extrasolari
NASCITA E FORMAZIONE
• Circa 5 miliardi di
anni fa, da una
nebulosa di gas e
polveri, si formarono
per autogravitazione
centinaia di nuove
stelle, tra cui anche il
Sole
La nascita dei pianeti
• Anno 0:
da una massa di gas informe inizia a
condensarsi il “protosole”
• Anno 1.000.000: si forma un disco di gas e polveri
ruotante attorno al protosole
• Anno 10.000.000: il disco di gas e polveri inizia a
formare i “protopianeti”
• Anno 100.000.000: i pianeti si sono formati
I pianeti interni: formazione
• I pianeti interni, di natura rocciosa, si sono formati nelle regioni più vicine al
Sole. L’intenso calore proveniente dal nostro astro e gli effetti del vento solare
non hanno permesso di trattenere grandi quantità di gas, come invece è
avvenuto per i pianeti esterni.
I pianeti esterni: formazione
• I pianeti esterni, composti da un nucleo roccioso, hanno potuto accrescersi con
grandi quantità di gas per la scarsa azione del vento solare a quelle distanze.
Attorno ai grandi pianeti gassosi si sono poi formati complessi sistemi di lune
Le distanze dei pianeti
• Mercurio, il pianeta più vicino, dista in media 58 milioni di km dal
Sole.
• La Terra, il terzo pianeta in ordine di distanza, orbita a 150 milioni
di km.
• Giove, il più grande di tutti, si trova a quasi 800 milioni di km dal
Sole.
• Plutone, il più lontano, ha un’orbita fortemente ellittica che lo porta
a quasi 6 miliardi di km dalla nostra stella.
Le dimensioni
• Giove, il pianeta più grande, ha
un diametro di 142.800 km,
dodici volte quello della Terra
• Plutone è il più piccolo, il suo
diametro è di circa 2.200 km,
inferiore a quello della Luna
• La Terra è il più grande tra i
pianeti interni (12.742 km)
• Ganimede, satellite di Giove, è la
più grande luna del Sistema
Solare; con i suoi 5.270 km di
diametro supera per dimensioni
anche il pianeta Mercurio
• La massa di tutti i pianeti
raggiunge appena l’1% di quella
solare
IL SOLE
IL SOLE
L’interno del Sole
• Il Sole ha un diametro di 1,5 milioni di
km, nel nucleo la temperatura è di 15
milioni di gradi
• L’idrogeno che viene trasformato in
elio mediante le reazioni nucleari
libera energia che impiega un milione
di anni ad attraversare la zona radiativa
• La fotosfera è la superficie visibile del
Sole, ha una temperatura di 5.700 gradi
• Le protuberanze sono provocate da
violente esplosioni sulla superficie, che
a volte seguono le linee dell’intenso
campo magnetico solare
La fonte di energia
• Nel nucleo del Sole atomi di idrogeno si combinano per
formare atomi di elio; da questa reazione nucleare viene
liberata energia sotto forma di raggi X e gamma
Le macchie solari
• Sono zone più fredde della superficie del Sole (4.000° anziché
5.700°)
• Da queste regioni fuoriescono gli intensi campi magnetici solari
• Si manifestano in maggior numero con una periodicità di 11 anni
Il campo magnetico e la rotazione
• La rotazione solare avviene in modo differenziato tra
equatore (25 giorni) e poli (34 giorni)
• Questo provoca uno stiramento delle linee di forza del
campo magnetico.
Il vento solare
• E’ costituito da un flusso
continuo di particelle
ionizzate emesse dal Sole,
che si disperdono in ogni
direzione.
• Quando raggiungono la
Terra vengono deviate dal
campo magnetico e a volte
possono dar vita ad aurore
boreali
Le protuberanze
• La superficie del Sole è
scossa da violente
esplosioni che eiettano
plasma solare a
distanze enormi, anche
ad oltre 200.000 km
• La loro temperatura è
di 10.000° e seguono
l’andamento delle linee
di forza del campo
magnetico
• Da Terra si possono
ammirare durante le
eclissi totali di Sole
La Corona solare
La corona solare
E’ l’atmosfera del Sole; da Terra la si può
osservare soltanto durante le eclissi
Ha una temperatura di diversi milioni di
gradi, ma una densità molto bassa
Il ciclo solare
• Ha una durata di 11 anni circa, durante i quali
aumenta l’attività solare con la produzione di un
gran numero di macchie
• Ogni 22 anni si inverte la polarità del campo
magnetico
Il Sole visto dallo spazio
• Sonde spaziali
come l’americana
“SOHO” possono
osservare il Sole in
tutte le lunghezze
d’onda,
evidenziando
strutture altrimenti
invisibili da terra
Il Sole e la Vita
• L’energia che il Sole
produce viene irraggiata
nello spazio e solo una
minima parte raggiunge la
Terra
• Ciò è però sufficiente per
far vivere il nostro pianeta
• Le piante sfruttano
l’energia solare per la
fotosintesi clorofilliana
• L’atmosfera e gli oceani
della Terra vengono
animati dal calore del Sole
I PIANETI INTERNI
I PIANETI INTERNI
Mercurio
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.:
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Diam apparente:
Satelliti:
4880 km
5,4 g/cm3
0,055 T
0,37 T
+350 –170
57,9 mil.
88 giorni
59 giorni
47,9 km/s
12”,9 max
nessuno
Venere
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.:
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Diam apparente:
Satelliti:
12104 km
5,2 g/cm3
0,815 T
0,88 T
+480
108,2 mil.
224,7 giorni
-243 giorni
35 km/s
63”,1 max
nessuno
L’atmosfera di Venere
• E’ composta per il
97% da anidride
carbonica con tracce
minime di vapor
d’acqua (0,2%)
• In superficie cadono
piogge di acido
solforico, indice che vi
sono violente eruzioni
vulcaniche
La superficie di Venere
• Su Venere l’effetto serra è esasperato al massimo:
le nubi di anidride carbonica trattengono il calore
solare e portano la temperatura a valori di quasi
500°.
• La pressione al suolo è di 90 atmosfere, uguale a
quella presente 900 metri sott’acqua.
Il volto svelato di Venere
• L’impenetrabile coltre di
nubi ha impedito per anni
di vedere la superficie
• Grazie alle sonde radar
(Magellano) è stato
possibile cartografare la
superficie
• Come sulla Terra, anche
su Venere ci sono
continenti elevati rispetto
alle zone circostanti
• Ci sono montagne molto
alte (Mt. Maxwell) e
vulcani attivi
Le fasi di Venere
• Essendo un pianeta interno all’orbita terrestre, Venere presenta
delle fasi simili a quelle lunari
• Quando Venere è più vicino alla Terra si ha la “Congiunzione
Inferiore”, all’opposto la “Congiunzione Superiore”; nei casi
intermedi le “Elongazioni”
Terra
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.:
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Satelliti:
12742 km
5,51 g/cm3
5,977x1027 g
1T
+15
149,6 mil.
365,25 giorni
23h 56m 04s
29,8 km/s
Luna
Il pianeta vivente
• La Terra è l’unico pianeta
del Sistema solare su cui
l’acqua sia presente allo
stato solido, liquido e
gassoso.
• La temperatura è idonea
allo sviluppo della vita
• L’alternarsi delle stagioni
favoriscono il ricambio
delle masse d’aria tra i
poli e l’equatore
• Lo scudo dell’ozono
protegge la Terra dalle
mortali radiazioni UV
solari
Il sistema Terra - Luna
• La luna orbita a
380.000 km dalla
Terra
• Il periodo di
rivoluzione della Luna
attorno al nostro
pianeta è di quasi 29
giorni, uguale a quello
di rotazione
• La Luna presenta
sempre la stessa faccia
Marte
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.:
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Diam apparente:
Satelliti:
6787 km
3,9 g/cm3
0,108 T
0,38 T
-23°
227,9 mil.
687 giorni
24h 37m 23s
24,1 km/s
25”,2 max
Phobos
Deimos
Il suolo di Marte
• Le sonde atterrate su Marte
hanno mostrato un pianeta
desolato, simile ai deserti
pietrosi della Terra
• Marte ha una tenue atmosfera
di anidride carbonica, non
sufficiente però a innescare un
effetto serra per riscaldare il
pianeta
• Tutto l’ossigeno si è
combinato con le rocce del
suolo, dandogli il
caratteristico colore rossastro,
visibile anche da Terra
Dov’è l’acqua?
• Sulla superficie di Marte
sono chiari i segni della
presenza, in un lontano
passato, di acqua allo
stato liquido
• Oggi tutta l’acqua è
ghiacciata e si trova ai
poli e nello strato di
“permafrost”, pochi
metri sotto la superficie
Mondo di giganti
• Sulla superficie di Marte
si trovano alcune delle
strutture geologiche più
grandi del Sistema
solare:
– La Valle Marineris è il
più grande Canyon, lungo
4500 km, largo 120 e
profondo 7
– Il Monte Olimpo è un
vulcano a scudo alto
27.000 mt e largo alla
base 600 km
Come si vede da Terra
• Marte ha un’orbita molto
eccentrica perciò, in
rapporto alla stagione, si
trova a distanze diverse
dal Sole
• Il momento in cui si trova
più vicino alla Terra si
chiama “opposizione” e si
verifica circa ogni due
anni
•Nelle opposizioni più favorevoli le sue dimensioni sono ragguardevoli
•Se l’opposizione è sfavorevole il pianeta apparirà molto più piccolo
IIPIANETI
ESTERNI
PIANETI ESTERNI
Giove
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Diam apparente:
Satelliti:
142800 km
1,3 g/cm3
317,9 T
2,64 T
-150°
778,3 mil.
11,86 anni
9h 50m 30s
13,1 km/s
49”,8 max
39 lune
Atmosfera turbolenta
• Giove è un pianeta gassoso; i
suoi principali componenti
sono l’idrogeno, l’elio, il
metano e l’ammoniaca
• La superficie delle nubi è
scossa da venti ad oltre 300
km/h
• Le nubi si dispongono su
bande o fasce parallele
all’equatore; all’interno di
queste si possono sviluppare
turbolenze e vortici che
permangono anche per
secoli, com’è il caso della
“Grande Macchia Rossa”
Stella mancata
• Giove assomiglia molto più
ad una stella che ad un
pianeta
• La sua composizione
chimica è infatti molto
simile al Sole ed il nucleo
del pianeta emette molto più
calore di quanto Giove ne
riceva dalla nostra stella
• La sua massa non è di molto
inferiore a quella necessaria
per innescare le reazioni
nucleari
Un altro sistema di mondi
• L’osservazione di Giove fatta
da Galileo nel 1610 ha
rivoluzionato la visione del
Mondo: c’era un altro centro
di attrazione dell’universo!
• Si può correttamente definire
Giove e la sua coorte di lune
come un sistema solare “in
miniatura”
• Attorno al pianeta orbitano
più di 30 satelliti, quattro dei
quali (Io, Europa, Ganimede
e Callisto) hanno taglia e
caratteristiche di veri e
propri pianeti
Gli anelli di Giove
• Nel 1979 la sonda Voyager 1, mentre stava attraversando
il piano equatoriale di Giove, fece una scoperta
inaspettata e curiosa: anche il pianeta gigante aveva un
sistema di anelli, molto più tenui però di quelli di Saturno
Saturno
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Diam apparente:
Satelliti:
120057 km
0,7 g/cm3
95,2 T
1,15 T
-180°
1427 mil.
29,46 anni
10h 14m
9,6 km/s
20”,8 max
30 lune
Il Signore degli anelli
• Gli anelli, ben visibili anche da
Terra, sono composti da rocce e
polveri vaganti in orbita attorno al
pianeta
• Sono mantenuti stabili dalla
presenza di piccoli satelliti
“pastore”
• Gli anelli principali sono sei,
suddivisi ognuno in decine o
centinaia di sottosistemi
• Hanno uno spessore di pochi
chilometri e con il passare degli
anni, si presentano sotto diverse
angolazioni
• All’interno degli anelli vi sono
delle zone vuote, chiamate
divisioni, visibili anche con un
telescopio
Una famiglia numerosa
• Sono ben 30 le lune orbitanti attorno a Saturno. La più grande, Titano,
ha un diametro di oltre 5.000 km e un’atmosfera molto densa, simile a
quella che aveva la Terra primordiale. Una missione spaziale, la
Cassini-Huygens, svelerà presto (nel 2004) se su Titano ci siano forme
di vita extraterrestre.
Un mondo che galleggia sull’acqua
• Composto dagli stessi elementi chimici di Giove, Saturno
ha però una caratteristica peculiare: la sua densità è così
bassa (0,7 g/cm3) che potrebbe galleggiare su un ipotetico
mare che fosse in grado di contenerlo!
Urano
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Diam apparente:
Satelliti:
51118 km
1,29 g/cm3
14,6 T
1,17 T
-210°
2869,6 mil.
84,01 anni
17h 14m
9,6 km/s
3”,8 max
17 lune
Un pianeta inclinato
• Urano ha una caratteristica peculiare: il suo asse di rotazione è inclinato di quasi
90° sul piano dell’orbita; il pianeta perciò “rotola” anziché ruotare su se stesso.
• Possiede inoltre un sistema di 11 anelli molto sottili, a malapena visibili da Terra
• La sua composizione chimica è molto simile a quella di Giove e Saturno
Un mondo di ghiaccio
• Quando nel 1986 la sonda Voyager 2 ha sorvolato il sistema di
Urano ha ripreso da vicino le sue 5 lune principali, dei mondi
desolati di ghiaccio e roccia con diametri tra i 500 e i 1500 km
Nettuno
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Diam apparente:
Satelliti:
49530 km
1,64 g/cm3
17,14 T
1,18 T
-210°
4450,6 mil.
164,79 anni
16h 07m
5,4 km/s
2”,1 max
8 lune
Un pianeta tutto blu
• Le nubi sono spinte da venti
impetuosi, i più forti di tutto il
Sistema Solare: vicino alla
Grande Macchia Oscura
possono raggiungere i 2.000
Km/h.
• L'atmosfera del pianeta ha una
composizione molto simile a
quella di Urano: idrogeno (85
%), elio (13 %) e metano (2 %);
quest'ultimo e' responsabile del
caratteristico colore del pianeta,
in quanto assorbe la radiazione
rossa e riflette quella blu
Lune ed anelli
• Anche attorno a Nettuno la
sonda Voyager 2 ha
individuato la presenza di
anelli, sebbene molto sottili e
deboli.
• Nel suo peregrinare attorno al
Sole il pianeta è accompagnato
da otto satelliti il più grande
dei quali, Tritone, risulta
particolarmente interessante
per la presenza di ghiaccio
d’acqua in superficie e di
strutture simili a “gayser” che
eruttano materiale scuro
Plutone
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Diametro:
Densità:
Massa:
Gravità:
Temperatura:
Distanza Sole:
Periodo rivoluz.
Periodo rotaz.:
Velocità orbitale:
Diam apparente:
Satelliti:
2280 km
2,03 g/cm3
0,0022 T
0,03 T
-220°
5900 mil.
248,54 anni
6d 09h
4,7 km/s
0”,3 max
Caronte
Un pianeta “doppio”
• Di Plutone non si conosce
molto, in quanto non è mai
stato visitato da sonde
automatiche
• Si sa però che è un pianeta
“doppio” in quanto il suo
satellite, Caronte (1270 km di
diametro), ha dimensioni quasi
paragonabili a quelle di
Plutone (2200 km) ed orbitano
ad una distanza di appena
20.000 km in 6 giorni,
mostrandosi reciprocamente
sempre la stessa faccia
• Entro il 2020 una sonda,
chiamata “Pluto Express”
dovrebbe visitare il pianeta
LE LUNE
Veri e propri Mondi
• I satelliti dei pianeti
giganti sono veri e propri
mondi, sia come
dimensioni che come
caratteristiche fisiche e
superficiali
• Il più grande satellite del
Sistema solare è
Ganimede (5270 km)
• Anche Titano e Callisto
hanno dimensioni
superiori a quelle di
Mercurio
Ghiaccio e Fuoco
• Io, satellite di Giove, ha
una attività vulcanica
elevatissima, causata
dall’attrito mareale del
vicino gigante
• Europa invece è
completamente ricoperto
da una crosta ghiacciata al
di sotto della quale c’è un
oceano d’acqua liquida
profondo decine di km;
non è esclusa la presenza
di forme di vita
extraterrestre
Cara, vecchia Luna!
• Il nostro satellite nacque
presumibilmente dallo
scontro della terra
primordiale con un corpo
celeste di ragguardevoli
dimensioni, forse
paragonabili a quelle di
Marte
• Sulla sua superficie, infatti, si
trovano minerali che sulla
Terra non sono presenti, se
non a grandi profondità
• Sono stati 12 gli astronauti
che tra la fine degli anni ’60 e
l’inizio dei ’70 andarono
sulla Luna; e i prossimi a
quando?
Schegge cosmiche
• Dei quasi cento satelliti dei
pianeti del Sistema solare,
non più di una dozzina supera
i 1000 km di diametro e solo
sei hanno dimensioni
planetarie
• Tutti gli altri sono per lo più
asteroidi catturati dalla
gravità dei pianeti, come ad
es. Phobos e Deimos, le due
Lune di Marte
• Altri, come Miranda, sono un
inestricabile “puzzle” di
schegge cosmiche
agglomerate in un lontano
passato
ASTEROIDI E COMETE
La fascia degli asteroidi
• Compresa tra le orbite di Marte e di Giove, è formata da tutti quei
frammenti rocciosi del Sistema solare primordiale che non hanno potuto
aggregarsi a causa delle interazioni gravitazionali del vicino Giove
• Alcuni di questi oggetti, detti NEO (Near Earth Objects), transitano
vicino all’orbita terrestre e sono particolarmente pericolosi per possibili
impatti che potrebbero avere effetti devastanti sul nostro pianeta
Montagne volanti
Eros
• Dalle forme più svariate e bizzarre, gli
asteroidi hanno dimensioni che variano dai
1000 km per Cerere alle poche decine di
metri dei più piccoli; ognuno di essi
presenta però una superficie molto
craterizzata, segno di violenti impatti con
asteroidi più piccoli
Ida
Gaspra
Il nome di Cortina fra le stelle
• Scoperto il 27 gennaio 2000, l’asteroide Cortina ha un diametro di
5 Km e ha un’orbita di circa 4 anni
Le comete: da dove vengono?
• Sono miliardi i nuclei cometari che orbitano attorno al Sole; la
maggioranza sono confinati in una regione, chiamata “Nube di
Oort”, situata a metà strada tra il Sole e le stelle più vicine
Nel regno del Sole
• Quando una cometa si
avvicina al Sistema solare
interno, la sua superficie
ghiacciata sublima al calore
del Sole ed inizia ad emettere
materiale che va a formare
dapprima la chioma, poi la
coda di ioni ed infine quella di
polveri
• La coda di gas è azzurra e
rettilinea, rivolta sempre dalla
parte opposta del Sole; quella
di polveri è gialla e ricurva e
tende a seguire l’orbita della
cometa
Il cuore della cometa
• Il nucleo della cometa è molto
simile ad un enorme iceberg
volante, ricoperto da una crosta
di materiale organico scuro, al
cui interno vi sono grandi
quantità di ghiaccio d’acqua che
fuoriesce sotto forma di getti di
vapore da spaccature della
crosta
• I nuclei cometari hanno
dimensioni di alcuni chilometri,
ma materiale sufficiente per
decine di passaggi nei pressi del
Sole
Polvere di stelle
• Le polveri emesse dalle
comete si dispongono lungo
l’orbita e può capitare che la
Terra la intersechi in uno o più
punti
• Quando ciò avviene si verifica
il fenomeno delle “Stelle
cadenti”: le particelle
cometarie vengono bruciate
dall’attrito con l’atmosfera
terrestre e danno vita alla
luminosa scia che attraversa il
cielo
• Famose sono le piogge delle
Perseidi a metà agosto e delle
Leonidi, visibili a novembre
I PIANETI EXTRASOLARI
Mondi di altre stelle
• Sono ormai più di cento i pianeti extrasolari scoperti attorno ad altre stelle
• La maggior parte di essi però è di dimensioni molto grandi, anche più di Giove.
Per scoprire pianeti simili alla Terra sono necessari strumenti di nuova
generazione, che permettano una risoluzione ottica elevatissima
• Il sistema extrasolare più interessante è quello orbitante attorno alla stella 55
Cancri, dove sono stati individuati 3 pianeti
IL SISTEMA SOLARE
FINE