I MOTI ASTRALI
I movimenti terrestri, planetari e degli
oggetti stellari del cielo profondo
A cura di Stefano Motti
IV H Liceo Scientifico G. Aselli
a.s. 2010/2011
Indice

Perché i corpi celesti si
muovono?

I moti planetari

I moti millenari terrestri

I moti nella Via Lattea
Perché i corpi celesti si muovono?
Big Bang
Materia (massa)
Spazio e Tempo
Gravità
Spinta iniziale
Moto dei
corpi celesti
La legge di Newton
Newton elabora la legge di gravitazione universale grazie
alla quale si può spiegare non solo il moto di un
singolo oggetto orbitante ma, applicando l’equazione
al sistema N dei corpi celesti dell’ universo, anche
quello di tutti gli oggetti presenti nello spazio.
Di fatto tutti i corpi celesti si influenzano reciprocamente
con la loro forza di attrazione gravitazionale e
portano a movimenti che possono avere traiettoria:
•
Iperbolica
•
Parabolica
•
Ellittica
Per spiegare al meglio l’interazione gravitazionale si è
introdotta, a partire da Einstein, l’ ipotesi
dell’esistenza delle onde gravitzionali.
M m
Fg  G
d2
Le onde gravitazionali
Si tratta di onde che rappresentano oscillazioni
nella geometria spazio – tempo; si propagano
nel vuoto con la velocità della luce e
trasmettono le informazioni di come il campo
gravitazionale varia nel tempo. A livello
microscopico sono prodotte dal moto
accelerato delle masse, in modo simile a come
le onde elettromagnetiche sono prodotte dal
moto accelerato delle cariche. Secondo la
meccanica quantistica i quanti che
caratterizzano queste onde sono detti gravitoni.
Essendo una perturbazione molto debole, le onde
gravitazionali possono essere captate solo se
emesse da sorgenti di masse estremamente
grandi, quali le stelle doppie, supernove o in
generale fenomeni di collassi gravitazionali.
La deformazione della dimensione
spazio-tempo provocata dalla presenza
di una massa planetaria
I moti planetari

Rotazione

Rivoluzione
Rotazione
È il moto di un pianeta intorno al proprio asse,
linea immaginaria che congiunge i suoi poli e che
può essere più o meno inclinata.
La causa di questo movimento è probabilmente da
attribuirsi al moto rotatorio della nube
protoplanetaria che si mantiene tutt’ora grazie
alla conservazione del momento angolare
Tipi di rotazione
Esistono due tipi di rotazione planetaria:
•
Uno, detto retrogrado, compiuto solamente da
Venere ed Urano in direzione da est verso ovest
•
L’altro, posseduto dai restanti pianeti, compiuto
da ovest verso est in moto antiorario
Conseguenze della rotazione
A causa del moto di rotazione:
•
•
i pianeti presentano un rigonfiamento all’ equatore ed
uno schiacciamento ai poli, fatto che comporta la
differenza della gravità su uno stesso pianeta
i pianeti gassosi posseggono un moto di rotazione
differenziale degli strati gassosi più esterni, la cui
velocità varia a seconda della latitudine
Rivoluzione
È il moto di un corpo celeste attorno ad un altro,
nel caso del sistema solare, il Sole
Esso è causato dalla forte forza di attrazione
gravitazionale esercitata dal Sole sugli altri
pianeti, di massa relativamente insignificante,
rispetto a quella solare
(massa Sole=332 831masse terrestri)
Nell’immagine si può notare un ottimo esempio della rivoluzione
terrestre, si vede infatti il nostro pianeta ruotare attorno al Sole
compiendo nel frattempo il proprio moto di rotazione attorno al
suo asse
Le leggi di Kepler
Il moto di rivoluzione planetaria è descritto dalle
leggi enunciate dall’astronomo tedesco J. Kepler:
•
•
•
I legge
II legge
III legge
I legge di Kepler
I pianeti compiono orbite ellittiche attorno al Sole,
che occupa uno dei due fuochi dell’ellisse.
Le orbite dei diversi pianeti non sono complanari,
giacciono infatti su diversi piani a causa
dell’influenza esercitata dagli altri corpi celesti
vicini ad essi. Il centro di gravità del sistema
solare è in una zona decentrata di 450 km dalla
stella.
II legge di Kepler
I raggi che congiungono i pianeti con il Sole
spazzano in tempi uguali aree uguali.
Da ciò emerge che la velocità orbitale di un pianeta
è maggiore in perielio e minore in afelio e quindi
esso trascorrerà sempre meno tempo vicino alla
stella rispetto a quello trascorso lontano da essa
Per la II legge troviamo che, nel caso di questa immagine, il raggio
dell’orbita di un pianeta che orbita attorno al sole descrive in un
tempo uguale le aree 1 e 2 che sono uguali
III legge di Kepler
Il rapporto tra il cubo della distanza di un pianeta dal Sole
e il quadrato del suo periodo di rivoluzione è uguale per
tutti i corpi del sistema solare
2
T
19 2
3
k s  3  2,96 10 s / m
R
I moti millenari della Terra

Precessione

Nutazione

Polodia

Movimenti secondari
Precessione degli equinozi
L’ asse terrestre ha un’inclinazione variabile tra i
22,5° e i 24,5° in quanto esso si muove
descrivendo una circonferenza completa in
25 800 anni (52’’ annui).
Il moto è dovuto all’attrazione gravitazionale
esercitata sulla Terra dal Sole e dalla Luna
Nell’immagine è illustrato il
modo in cui avviene il moto
di precessione terrestre
Nutazione
Il moto di precessione terrestre risulta essere
perturbato dal fatto che la distanza tra la Luna e
la Terra non è costante e di conseguenza la loro
attrazione gravitazionale è variabile. Di
conseguenza il cono precessionale risulta essere
composto da una serie di onde di ampiezza 9’’
che si ripetono ogni 18,6 anni. Questa
vibrazione dell’asse terrestre prende appunto il
nome di nutazione.
Ecco un esempio di nutazione,
intanto che avviene il moto di
rotazione (R) e Precessione (P)
l’asse vibra,
compiendo appunto questo moto (N)
Polodia
A causa di eventi, come spostamenti di masse
d’acqua o movimenti interni al globo terrestre, i
poli del nostro pianeta subiscono dei continui ed
imprevedibili spostamenti. La linea che essi
proiettano sulla terra lungo il loro percorso è
detta polodia, cioè “strada dei poli”
La linea tratteggiata in bianco
mostra nel grafico lo
sostamento subito dai poli
magnetici a causa del moto di
polodia.
Moti millenari secondari

A causa della forza di gravità che i pianeti
esercitano sulla Terra, l’eccentricità del nostro
pianeta varia con un periodo di 92 000 anni

A causa dell’ attrito delle masse d’acqua che si
spostano durante le maree, il movimento di
rotazione terrestre risulta essere leggermente
rallentato ciclicamente
I moti nella Via Lattea




La Via Lattea compie una rotazione su se stessa in circa 240
milioni di anni. A causa di ciò il cielo stellato visto dalla Terra
cambia continuamente nel corso dei millenni
Il Sole, oltre a ruotare con la galassia, possiede un proprio moto
in direzione della stella Mu della costellazione Ercole
probabilmente dovuto alla presenza di materia oscura che lo
attira verso sé
Gli ammassi globulari ruotano come satelliti attorno al disco
galattico e data la loro densità non “perdono” alcuna stella
durante questo moto
Gli ammassi aperti compiono movimenti attorno alla galassia
durante i quali, a causa della loro scarsa compattezza, tendono ad
abbandonare alcune stelle, attratte da altri oggetti durante questo
movimento.
FINE