Polvere di Stelle
L’affascinante viaggio di un granello di polvere
Claudia Verrienti
Dipartimento di Fisica Università degli Studi di Lecce
Dalla nube molecolare Dalla nube molecolare
alla formazione del Sistema Solare alla formazione del Sistema Solare
Nell’ immenso “vuoto” del mezzo interstellare esistono regioni più dense di gas e polveri:
quando la loro densità raggiunge valori
dell'ordine di 1000 volte quella dello spazio interstellare, molti atomi si combinano in molecole, e la nube di gas diventa una
nube molecolare .
Queste nubi, ben più fredde dell'ambiente circostante, costituiscono il luogo ideale per la nascita di nuove stelle.
Formazione del Sistema Solare: sebbene sia stata formulata nella seconda metà del ‘700, la teoria oggi più accreditata è quella di Kant-Laplace:
Immanuel Kant (1724-1804), infatti, la ipotizzò nel 1755, mentre Pierre Simon de Laplace (1749-1827), la perfezionò nel 1796.
Teoria dell’ accrescimento: tutto ebbe inizio 4,5 miliardi di anni fa da una nube di gas in cui erano presenti gli elementi fondamentali per la formazione del Sistema Solare (le polveri).
Questa nebulosa si condensò, contraendosi per effetto della gravità in circa 100 anni, provocando la formazione di una protostella, la progenitrice del Sole.
Quando il Sole si è acceso, ha attraversato una fase iniziale di attività molto intensa che ha generato un impetuoso vento solare dal centro verso la
periferia del Sistema in formazione.
Ciò ha spazzato via il materiale della nebula dalle regioni più prossime al Sole appena nato ma con una sensibile differenza: il gas, più leggero, è stato tendenzialmente scaraventato più lontano mentre il materiale più denso e più pesante, non potendo essere scagliato troppo distante, si è concentrato in zone più vicine al Sole e su orbite pressoché parallele.
Si sono così formati, per condensazione dai materiali primitivi
Si sono così formati, per condensazione dai materiali primitivi delladella nebulosa pre
nebulosa pre--solare i protosolare i proto-pianeti che daranno poi vita a:-pianeti che daranno poi vita a:
-- ii pianeti rocciosipianeti rocciosi (Mercurio, Venere,( Terra e Marte) vicino al Sole,Terra e Marte) vicino al Sole, -- ii pianeti gigantipianeti giganti (Giove, Saturno, Urano,( Nettuno) più lontano.Nettuno) più lontano.
- Plutone e iPlutone TNO (Trans Neptunian Objects)
Solo dopo circa
Solo dopo circa un miliardo di anniun miliardo di anni dalla nascita del Sole si puòdalla nascita del Sole si può riconoscere un vero e proprio sistema planetario.
riconoscere un vero e proprio sistema planetario.
Struttura del Sistema Solare
0,387 UA
0,723 UA
1 UA = 149,6 milioni di Km
1,524 UA
5,203 UA
9,539 UA
19,191 UA
30,061 UA 39,529 UA
I pianeti terrestri o rocciosi I pianeti terrestri o rocciosi
La contrazione gravitazionale provocata dal progressivo La contrazione gravitazionale provocata dal progressivo accrescimento della massa proto
accrescimento della massa proto--planetaria produsse unplanetaria produsse un aumento di temperatura che innescò un processo di aumento di temperatura che innescò un processo di parziale fusione del pianeta e la riorganizzazione dei parziale fusione del pianeta e la riorganizzazione dei suoi componenti in strati concentrici:
suoi componenti in strati concentrici:
crosta
crosta,, mantello e nucleo.mantello e nucleo.
I silicati più leggeri, risalirono verso la superficie della I silicati più leggeri, risalirono verso la superficie della massa fluida, formando il mantello e la crosta, mentre gli massa fluida, formando il mantello e la crosta, mentre gli elementi pesanti, soprattutto ferro e nichel, affondarono elementi pesanti, soprattutto ferro e nichel, affondarono verso il centro.
verso il centro.
Al tempo stesso, tramite le eruzioni vulcaniche, gran Al tempo stesso, tramite le eruzioni vulcaniche, gran parte dei gas leggeri vennero espulsi, in particolar parte dei gas leggeri vennero espulsi, in particolar modo l’anidride carbonica e l’azoto, andando a modo l’anidride carbonica e l’azoto, andando a costituire
costituire l'atmosfera primordiale, mentre il vaporel'atmosfera primordiale, mentre il vapore acqueo condensava, dando origine ai primi
acqueo condensava, dando origine ai primi oceani.oceani.
Gea Gea : :
caratteristiche fisiche del pianeta Terra caratteristiche fisiche del pianeta Terra
Massa (10^24 kg) 5,9736 Massa (10^24 kg) 5,9736 Raggio Equatoriale (km) 6378,1 Raggio Equatoriale (km) 6378,1
Raggio Polare (km) 6356,8 Raggio Polare (km) 6356,8 Densità (densità dell’acqua): 5,4 Densità (densità dell’acqua): 5,4 Periodo di rotazione (ore) 23,9345 Periodo di rotazione (ore) 23,9345 Periodo orbitale (giorni) 365,256 Periodo orbitale (giorni) 365,256 I poli magnetici della Terra
I poli magnetici della Terra si sono invertiti oltre una si sono invertiti oltre una decina di volte negli ultimi decina di volte negli ultimi 30 milioni di anni, con una 30 milioni di anni, con una frequenza media di 300 frequenza media di 300 mila anni.
mila anni.
L’ultima inversione L’ultima inversione
si sarebbe verificata circa si sarebbe verificata circa 780 mila anni fa.
780 mila anni fa.
MERCURIO MERCURIO
CARATTERISTICHE GENERALI CARATTERISTICHE GENERALI Raggio medio: 2.439 Km (1/3 R
Raggio medio: 2.439 Km (1/3 RTýTá)) Massa: 5,5 * 10
Massa: 5,5 * 102222 Kg (10Kg (10-2-2 MMT}Tá)) Periodo di rotazione: 58 giorni Periodo di rotazione: 58 giorni Periodo di rivoluzione: 88 giorni Periodo di rivoluzione: 88 giorni
Assenza quasi totale di atmosfera (He) Assenza quasi totale di atmosfera (He) Tmax=+ 430°C; Tmin=
Tmax=+ 430°C; Tmin= --210 °C210 °C Sonda Mariner 10 (1974)
Sonda Mariner 10 (1974)
La densità è simile a quella della Terra La densità è simile a quella della Terra (5,4 volte la densità dell’acqua)
(5,4 volte la densità dell’acqua)
Il nucleo è costituito da ferro e nichel ed è il più ricco di mi
Il nucleo è costituito da ferro e nichel ed è il più ricco di minerali di tutto il nostronerali di tutto il nostro Sistema Solare; le regioni più esterne sono costituite da silica
Sistema Solare; le regioni più esterne sono costituite da silicati ad alte temperature copertiti ad alte temperature coperti da una crosta molto simile a quella terrestre.
da una crosta molto simile a quella terrestre.
VENERE VENERE
CARATTERISTICHE GENERALI CARATTERISTICHE GENERALI
Raggio medio: 6052 Km (=R Raggio medio: 6052 Km (=RTáT6))
Massa: 8 * 10
Massa: 8 * 102323 Kg (=1/7.5 MKg (=1/7.5 MTjTá)) Densità media: 5,24 volte l’acqua Densità media: 5,24 volte l’acqua
Periodo di rotazione: 243 giorni Periodo di rotazione: 243 giorni
Periodo di rivoluzione: 225 giorni Periodo di rivoluzione: 225 giorni
Venere possiede un'atmosfera molto densa (P
Venere possiede un'atmosfera molto densa (P00=92=92 atm) e calda, compostaatm) e calda, composta per il 96 % di anidride carbonica e per il 4 % di azoto, con tra
per il 96 % di anidride carbonica e per il 4 % di azoto, con tracce dicce di biossido di zolfo, argon e vapor acqueo.
biossido di zolfo, argon e vapor acqueo.
Su Venere è presente un fortissimo “effetto serra”:
Su Venere è presente un fortissimo “effetto serra”:
TTminmin = 446°C, T= 446°C, Tmaxmax =500°C=500°C Mappatura della superficie venusiana:
Mappatura della superficie venusiana: Aphrodite TerraAphrodite Terra ee Ishtar TerraIshtar Terra Le più alte montagne superano di oltre 1.000 metri il nostro mon
Le più alte montagne superano di oltre 1.000 metri il nostro monte Everest!te Everest!
MARTE MARTE
CARATTERISTICHE GENERALI CARATTERISTICHE GENERALI
Raggio medio: 3.393 Km (=1/2 R Raggio medio: 3.393 Km (=1/2 RT}Tá))
Massa: 1/10 M Massa: 1/10 MTýTá
Densità media: 3,94 volte l’acqua Densità media: 3,94 volte l’acqua
Periodo rotazionale: 24,62 ore Periodo rotazionale: 24,62 ore Periodo di rivoluzione: 687 giorni Periodo di rivoluzione: 687 giorni
Temperatura massima: +27 °C Temperatura massima: +27 °C Temperatura
Temperatura minima:minima: --126 °C126 °C
Fascia degli asteroidi Fascia degli asteroidi
Tra Marte e Giove, a fare quasi da spartiacque tra i pianeti int
Tra Marte e Giove, a fare quasi da spartiacque tra i pianeti interni ederni ed esterni, troviamo la così chiamata fascia degli asteroidi.
esterni, troviamo la così chiamata fascia degli asteroidi.
Gli asteroidi, detti anche pianetini o planetoidi, Gli asteroidi, detti anche pianetini o planetoidi, sonosono semplicemente grossi "ammassi" di rocce,semplicemente grossi "ammassi" di rocce,
di dimensioni variabili:
di dimensioni variabili:
il più grande avvistato,
il più grande avvistato, Cerere, misura 955 km.Cerere, misura 955 km.
Il fatto che tra Marte e Giove ce ne siano così Il fatto che tra Marte e Giove ce ne siano così
tanti (si stima da 40 000 a 50 000) fa presuporre tanti (si stima da 40 000 a 50 000) fa presuporre
che essi siano dei resti del materiale da cui ha avuto origine i
che essi siano dei resti del materiale da cui ha avuto origine il Sistemal Sistema Solare, che non hanno potuto aggregarsi in un corpo di maggiori
Solare, che non hanno potuto aggregarsi in un corpo di maggiori dimensioni a causa delle
dimensioni a causa delle perturbazioni gravitazionaliperturbazioni gravitazionali provocate dallaprovocate dalla gigantesca massa del vicino pianeta Giove, in rapido accrescimen gigantesca massa del vicino pianeta Giove, in rapido accrescimento.to.
I pianeti giganti: gassosi e ghiacciati I pianeti giganti: gassosi e ghiacciati
Alcuni considerano Giove e Saturno come stelle mancate poiché l
Alcuni considerano Giove e Saturno come stelle mancate poiché la loroa loro composizione è simile a quella del Sole (H, He) e la loro massa
composizione è simile a quella del Sole (H, He) e la loro massa non ènon è molto al di sotto della soglia necessaria per far innescare le r
molto al di sotto della soglia necessaria per far innescare le reazionieazioni all’interno del suo nucleo e se questo fosse successo il sistema
all’interno del suo nucleo e se questo fosse successo il sistema solaresolare sarebbe stato formato da un sistema di due o tre stelle che non sarebbe stato formato da un sistema di due o tre stelle che non
avrebbe reso possibile la formazione dei pianeti.
avrebbe reso possibile la formazione dei pianeti.
RRJJ = 71400 Km = 11,2 R= 71400 Km = 11,2 RT…Tá; M; MJJ = 1,9x10= 1,9x102727 Kg =300 MKg =300 MT…Tá RRSS = 57268 Km = 10 R= 57268 Km = 10 RT&Tá; M; MSS= 5,7 x 10= 5,7 x 102626 Kg =100 MKg =100 MT&Tá
RRUU = 25559 Km = 4,5 R= 25559 Km = 4,5 RT:Tá; M; MUU = 8,7x10= 8,7x102525 Kg =10 MKg =10 MT:Tá RRNN = 24746 Km = 4 R= 24746 Km = 4 RTáT-; M; MNN =1,0x10=1,0x102626 Kg = 12 MKg = 12 MT-Tá
Titano
Plutone
Plutone - - Caronte e i TNOs Caronte e i TNOs
La dimensioni (R=1275Km) e la massa (13x10
La dimensioni (R=1275Km) e la massa (13x102222Kg) ridotta fanno credereKg) ridotta fanno credere che Plutone possa un tempo essere stato una delle lune di Nettun
che Plutone possa un tempo essere stato una delle lune di Nettuno,o, poi sfuggite alla sua influenza gravitazionale; ma potrebbe esse
poi sfuggite alla sua influenza gravitazionale; ma potrebbe essere anchere anche un semplice corpo esterno al sistema solare, catturato successiv
un semplice corpo esterno al sistema solare, catturato successivamenteamente dal campo del Sole.
dal campo del Sole.
L’inclinazione dell’orbita (circa 17°) tende a favorire la tesi
L’inclinazione dell’orbita (circa 17°) tende a favorire la tesi di estraneità aldi estraneità al Sistema Solare e favorisce l’idea di Plutone come un’avanguardia
Sistema Solare e favorisce l’idea di Plutone come un’avanguardia didi una serie di pianetini (i TNOs).
una serie di pianetini (i TNOs).
Plutone è accompagnato da una luna, Caronte:
Plutone è accompagnato da una luna, Caronte:
l’origine di questo sistema potrebbe farsi risalire l’origine di questo sistema potrebbe farsi risalire ad un unico pianeta disintegratosi a causa di un ad un unico pianeta disintegratosi a causa di un
violento impatto da parte di un corpo più grande . violento impatto da parte di un corpo più grande .
TNO o KBO
Tra le ultime scoperte, spicca in particolare il nome di Sedna, un piccolo corpo che orbita nelle regioni più remote del sistema solare con afelio e perielio rispettivamente a 1000 e a 70 UA.
Sedna è solo una dei tanti TNO (oggetti transnettuniani facenti
parte della più vasta “cintura di Kuiper”:
KBO, ovvero Kuiper Belt Object),
classificazione secondo la quale apparte- rebbe anche lo stesso Plutone.
Ma la KBO non è altro che una riserva di corpi ghiacciati che se disturbati gravitazionalmente lasciano le zone rimote del Sistema Solare per
spingersi all’interno spesso finendo contro un pianeta gigante o nel Sole stesso: sono le comete di corto periodo!
Le comete Le comete
Una cometa non e' altro che una "
Una cometa non e' altro che una "palla di neve sporcapalla di neve sporca" in orbita attorno" in orbita attorno al Sole, cioe' un agglomerato irregolare di ghiaccio (di acqua e
al Sole, cioe' un agglomerato irregolare di ghiaccio (di acqua e di varidi vari gas), polvere, metalli e rocce, tenuti insieme dalla mutua attra
gas), polvere, metalli e rocce, tenuti insieme dalla mutua attrazionezione gravitazionale. Questo insieme costituisce il cosiddetto "
gravitazionale. Questo insieme costituisce il cosiddetto "nucleonucleo", che", che normalmente e' oscuro, salvo quando la cometa si avvicina al Sol
normalmente e' oscuro, salvo quando la cometa si avvicina al Sole ee e diventa attiva sviluppando la chioma e la coda di gas e polveri
diventa attiva sviluppando la chioma e la coda di gas e polveri sublimati e spazzati via dal vento solare.
sublimati e spazzati via dal vento solare.
Il nucleo puo' avere dimensioni comprese tra qualche centinaio d
Il nucleo puo' avere dimensioni comprese tra qualche centinaio di metrii metri a decine di Km, e ruota su se stesso con periodo compreso tra po a decine di Km, e ruota su se stesso con periodo compreso tra pocheche ore e alcuni giorni.
ore e alcuni giorni.
Le comete a lungo periodo provengono da una regione ai confini d Le comete a lungo periodo provengono da una regione ai confini delel
Sistema Solare, la "
Sistema Solare, la "nube di Oort", avvicinandosi al Sole lungo orbitenube di Oort", avvicinandosi al Sole lungo orbite che possono essere chiuse (ellittiche) o aperte (paraboliche o
che possono essere chiuse (ellittiche) o aperte (paraboliche o iperboliche). Nel primo caso la cometa sara' periodica, nel seco
iperboliche). Nel primo caso la cometa sara' periodica, nel secondondo no: dopo essersi allontanata dal Sole, verra' espulsa dal Sistem
no: dopo essersi allontanata dal Sole, verra' espulsa dal Sistema Solarea Solare e tornera' per sempre nell'oscurita' dello spazio.
e tornera' per sempre nell'oscurita' dello spazio.
Kohoutek, 1974
Halley, 1986
Hyakutake
Hale-Bopp, 1995
Swift-Tuttle: 1992, 2126
Perseidi
