ASTRONOMIA MODULO 12 IL SIST

(1)

Corso di Scienze Naturali

ASTRONOMIA

I pianeti del sistema solare

Relatore: Prof. Finelli Mario

1

MODULO 12

IL SISTEMA SOLARE

(2)

PIANETI

(3)

PIANETA

3

Oggetto che orbita attorno ad una stella, la cui massa gli consente di

avere una forma sferica e di

allontanare gli altri oggetti dalla zona

circostante la propria orbita.

(4)

PIANETA

I pianeti del sistema solare si dividono in due gruppi:

rocciosi: vicini al Sole, con piccola massa, elevata densità, atmosfera ridotta o assente, i satelliti sono assenti o pochi con piccola massa (fa ecce- zione la Terra)

gassosi: lontani dal Sole, con elevata massa, bassa densità, spessa atmosfera,

possiedono anelli planetari ed un

elevato numero di satelliti.

(5)

r_m: 2433 Km V: 0.06 (V_T) M_m: 0.056 (M_T) d: 5.4 Kg/m³ D_m: 0.387 UA Rot.: 58g 15h 36’

Riv.: 88,97 giorni v_o: 47,9 Km/s Inc. asse: ~28°

Inc. orbita: 7°

Non possiede satelliti Presenta un'atmosfera estremamente rarefatta Elevato sbalzo termico (683 - 130 K) dovuto all'assenza di atmosfera e all'uguaglianza tra rotazione e rivoluzione (1 anno < 2 giorni) Superficie fortemente craterizzata priva di rilievi significativi (assenza di fenomeni endogeni ed esogeni)

5

PIANETI ROCCIOSI: Mercurio

(6)

r_m: 6053 Km V: 0.888 (V_T) M_m: 0.817 (M_T) d: 5.25 Kg/m³ D_m: 0.823 UA

Rot.: -243g 0h 14.4m Riv.: 224,632 giorni v_o: 35,02 Km/s Inc. asse: 3°

Inc. orbita: 3° 23’

Rotazione retrograda Non possiede satelliti Presenta un'atmosfera molto densa (90 atm) e secca (CO₂ e H₂SO₄) Elevato temperatura superficiale (720/239 K) dovuta all’effetto serra

La superficie presenta bassa craterizzazione e rilievi significativi (azione endogena ed esogena in atto?).

PIANETI ROCCIOSI: Venere

(7)

PIANETI ROCCIOSI: Venere

(8)

r_m: 3380 Km V: 0.151 (V_T) M_m: 0.107 (M_T) d: 3,94 Kg/m³ D_m: 1,524 UA Rot.: 24h 37’ 23”

Riv.: 686,98 giorni v_o: 24,14 Km/s Inc. asse: 25,19°

Inc. orbita: 1,8°

Possiede 2 satelliti Presenta un'atmosfera rarefatta (0,01 atm - CO₂ e Ar)

T sup. 300 K (170 K) Elevata craterizzazione della superficie, atmosfera rarefatta e secca escludono l'azione di fenomeni esogeni ed endogeni in atto (attivi in passato per la presenza di rilievi significativi relativi ad una passata azione endogena e di strutture riconducibili all'azione erosiva dell'acqua

corrente).

PIANETI ROCCIOSI: Marte

(9)

Satelliti di MARTE

PHOBOS

DEIMOS

Si tratta di due piccoli asteroidi catturati dal pianeta

9

PIANETI ROCCIOSI: Marte

(10)

r_m: 69758 Km V: 1408.377 (V_T) M: 317,938 (M_T) d_m: 0,24 Kg/m³ D_m: 5,28 UA Rot.: 9h 50’ 28”

Riv.: 11,862 anni v_o: 13,06 Km/s Inc. asse: 1° 18’

Inc. orbita: 3,12°

Possiede molti satelliti (Io, Europa, Ganimede, Calliso)

La sua composizione è molto simile a quella del Sole

Ha un'atmosfera di alcune migliaia di Km Emette enrgia come radiazione infrarossa (contrazione gravitazio- nale dell'atmosfera?) Presenta un elevato campo magnetico (H metallico nel nucleo)

PIANETI GASSOSI: Giove

(11)

Satelliti di GIOVE

dim. Simili alla Luna IO

E' l'unico corpo del sistema solare oltre la terra che presenta atti- vità endogena (vulcani di Zolfo / effetto gra- vitazionale di Giove )

EUROPA Presenta una superficie ghiacciata e molto probabilmente un

oceano liquido e salato che ricopre l’intero satellite

11

PIANETI GASSOSI: Giove

(12)

r_m: 58219 Km V: 843,736 (V_T) M: 95,181 (M_T) d_m: 0,69 Kg/m³ D_m: 9,55 UA Rot.: 10h 13’ 23”

Riv.: 29,459 anni v_o: 9,67 Km/s Inc. asse: 26,73°

Inc. orbita: 2,29°

Possiede molti satelliti (Titano)

È composto prevalente- mente da H₂ (He, NH₃, CH₄, e C₂H₆)

Emette enrgia come radiazione infrarossa Presenta una estesa (500 mila Km) e sottile fascia di anelli generati e stabilizzati dai satelliti più vicini al pianeta (ghiaccio e altre sostan- ze – dim. alcuni m )

PIANETI GASSOSI: Saturno

(13)

Satelliti di SATURNO TITANO

Dalle dimensioni simili a Marte è l’unico satellite che presenta una propria atmosfera (idrocarburi leggeri)

Presenta un ciclo di condensazione/evapora zione basato sul CH₄ (nuvole, mari, laghi e fiumi di CH₄)

13

PIANETI GASSOSI: Saturno

(14)

r_m: 23470 Km V: 64,7345 (V_T) M: 14,531 (M_T) d_m: 1,29 Kg/m³ D_m: 19,19 UA Rot.: 17h 12’

Inc. orbita: 0° 46”

PIANETI GASSOSI: Urano

Possiede molti satelliti che ruotano sul piano equatoriale.

Il suo asse di rotazione giace sull’eclittica (rotolamento)

Come Venere ruota in senso retrogrado

Presenta tre strati:

Esterno (H₂ + He e CH₄ col. turchese)

Intermedio (H₂ liquido, CH₄ e H₂O)

Interno (roccioso)

(15)

r_m: 22716 Km V: 58,534 (V_T) M: 17,135 (M_T) d_m: 1,64 Kg/m³ D_m: 30,061 UA Rot.: 16h 6’

Inc. orbita: 28.31°

Possiede molti satelliti (Tritone, Nereide) Presenta un’atmosfera composta da H₂ ,He e CH₄ con bande e perturbazioni cicloniche simili a quelle di Giove

15

PIANETI GASSOSI: Nettuno

(16)

CORPI MINORI: Asteroidi

Scoperti da Giuseppe Piazzi nel 1801

La loro massa totale è inferiore a quella della Luna

Gli asteroidi più grandi sono Cerere ( 933Km),

Pallade, Vesta e Igea ( 400-525 Km)

(17)

CORPI MINORI: Asteroidi

17

Sono classificati:

in funzione alla loro composizione chimica (analisi spettrale) e al loro albedo (luminosità intrinseca di un oggetto)

 tipo C: asteroidi scuri (albedo 0,03) di composizione simili alle

condriti carbonacee (composizione simile al Sole fatta eccezione per gli elementi più volatili)

 tipo S: relativamente luminosi (albedo 0,10-0,22) sono formati da una miscela metallica di Ni, Fe e Silicati di Fe e Mg

 tipo M: abbastanza luminosi (albedo 0,10-0,18) sono formati esclusivamente da Ni e Fe

 rari

(18)

CORPI MINORI: Asteroidi

Sono classificati:

in funzione della loro posizione ne sistema solare

 cintura principale: situata tra Marte e Giove si suddividono in:

Ungarias, Flora, Focea, Koronis, Eos, Temi, Cibele e Ilda (nomi degli asteroidi principali di ciascun sottogruppo).

 vicini alla Terra: sono quelli che si avvicinano alla Terra e si suddividono in: Atene (semiasse maggiore >1,0 UA e distanze dell'afelio < 0,983 UA), Apollo (semiasse maggiore < 1,0 AU e distanze del perielio > 1,017 UA), Amors (distanze del perielio tra 1,017 e 1,3 UA);

 Troiani: situati vicino ai punti lagrangiani di Giove, della Terra e di Venere

 Centauri: che si trovano nelle zone esterne del sistema solare

(19)

CORPI MINORI: Asteroidi

19

Punti lagrangiani:

Lagrange dimostrò che quando tre corpi sono

collocati ai vertici di un triangolo equilatero che ruota sul suo piano, si ottiene una configurazione triangolare apparentemente stabile, se uno dei tre corpi risulta notevolmente più massiccio degli altri due,

I corpi in tali punti sono talvolta chiamati Troiani.

Il vertice del corpo dominante è conosciuto come punto lagrangiano precedente o L4.

Il vertice del corpo dipendente è il punto lagrangiano seguente o L5.

Sulle linee che legano i tre corpi, si trovano i punti lagrangiani L1, L2 e L3;

sono punti di equilibrio instabile.

(20)

CORPI MINORI: Comete

A differenza degli altri corpi minori del sistema solare, le comete sono conosciute fin dall’antichità (testi cinesi del 240 a.C. sulla cometa di Halley)

Sono composte da:

 nucleo: relativamente solido e stabile, composto per lo più di ghiaccio e gas, con una piccola percen- tuale di polveri e altre particelle solide;

 chioma: densa nube di H

₂

O, CO

₂

e altri gas neutri sublimati dal nucleo

 nube di idrogeno: nuvola di H

₂

,di dimensioni enor-

mi (milioni di km di diametro) ma molto rarefatta

(21)

CORPI MINORI: Comete

21

Sono composte da:

 coda di polveri: è la parte più evidente di una cometa vista ad occhio nudo; lunga fino a 10 milioni di km e composta da:

• particelle di polvere che si è staccata dal nucleo

• gas in sublimazione

 coda di ioni: lunga fino a 100 milioni di km è composta da plasma si colloca ion posizione radiale rispetto a Sole (viene spinta dalle cor-

renti provocate dall'interazione con il vento solare).

(22)

CORPI MINORI: Comete

Si suddividono in comete:

a breve e medio periodo (rimangono all'interno dell'orbita di Nettuno) a lungo periodo (hanno orbite molto

eccentriche distribuite attorno al piano dell’eclittica a con afeli compresi tra le 30 e le 100 mila UA)

L’origine delle comete a lungo periodo

venne spiegata da Oort il quale ipotizzò

l’esistenza di una nube formata da 100

miliardi e 100.000 miliardi di nuclei

cometari; la nube di Oort

(23)

CORPI MINORI: Comete

23

A causa delle perturbazioni generate dalle stelle vicine al sistema solare, i nuclei cometari presenti nella nube di Oort, modificano la loro orbita (da circolare ad ellittica) e si

avvicinano al Sole e ai pianeti che ne modificano ulteriormente l’orbita trasformandole in comete a breve periodo.

Durante questi processi l’inclinazione originale della cometa non subisce grosse variazioni, ecco perché compaiono così tante

comete fortemente inclinate rispetto al piano dell’eclittica

(24)

CORPI MINORI: Comete

L’ipotesi di Oort spiega la distribuzione delle orbite delle comete a lungo periodo ma non è in grado di spiegare l’origine delle

comete di breve periodo, che tendono a concentrarsi sul piano dell’eclittica.

Questa carenza venne colmata dall’astronomo Gerard Kuiper il

quale propose l’esistenza di una seconda nube di comete, molto

più vicina al Sole della nube di Oort, di forma toroidale appiattita

sull’eclittica che venne chiamata cintura di Kuiper.

(25)

CORPI MINORI: Comete

25

La nube di Oort e la fascia di Kuiper con ogni probabilità sono

due residui "fossili" della nascita del Sistema Solare

(26)

CORPI MINORI: Meteoroidi

Frammenti di comete o di asteroidi che entrano in collisione con la Terra

Meteora: quando un metoroide attraversa l’atmosfera terrestre ad elevata velocità, a causa dell’attrito che si produce, il meteoroide si incendia e sviluppa una scia luminosa

Bolide: il riscaldamento del meteoroide può in alcuni casi provocarne l’esplosione

Meteorite: sono meteoroidi che, dopo aver attraversato l’atmosfera, riecono a precipitare al suolo producendo crateri da impatto; data

l’elevata velocità (quantità di moto), anche meteoroidi di modeste

dimensioni possono generare crateri di enormi dimensioni.

(27)

CORPI MINORI: Meteoroidi

27

Principali Tipi di Meteoriti

Ferrosi Sono composti principalmente di ferro e nikel e sono simili agli asteroidi di Tipo M

Ferrosi e Rocciosi Presentano una mistura di ferro e materiali rocciosi simili agli

asteroidi di Tipo S

Condriti Il maggior numero di meteoriti ricade

in questa classe e sono di composizione simile

al mantello ed alla crosta del pianeti terrestri.

(28)

CORPI MINORI: Meteoroidi

Principali Tipi di Meteoriti

Condriti Carbonacee Con una composizione chimica simili agli elementi meno volatili

presenti nel Sole; simili agli asteroidi di Tipo C.

Sono così chiamate perché contengono numerosi e minuscoli corpi (condrule) e per l'elevato contenuto di Carbonio. In alcune di esse, come in quella caduta a Murchison (Australia) nel 1969, sono stati identificati amminoacidi, le molecole che formano la base della materia vivente.