Astronomia Sistemi planetari

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1 Corso facoltativo Astronomia Sistemi planetari Christian Ferrari & Gianni Boffa Liceo di Locarno

2 Parte 1: Sistemi planetari Formazione di sistemi planetari Il sistema solare Il Sole Pianeti di tipo terrestre Pianeti di tipo gioviano Pianeti nani e corpi minori Pianeti extrasolari Astronomia: Sistemi planetari 2

3 Formazione di sistemi planetari La formazione di un sistema planetario segue dal processo di formazione stellare Fine della fase pre-sequenza principale: Protostella circondata da un disco di gas e polveri Il disco, detto protoplanetario, darà vita ai pianeti La protostella diventerà una stella con reazioni di fusione dell idrogeno al centro Sequenza: disco protoplanetario planetesimi protopianeti pianeti (ev. con satelliti) Astronomia: Sistemi planetari 3

4 Formazione di sistemi planetari Formazione dei pianeti: I granelli di polvere si urtano e formano granelli sempre più grossi Acausa della turbolenza del gas crescono ancora e si dispongono sul piano equatoriale, su orbite ellittiche Gli agglomerati più grossi inglobano quelli più piccoli e arrivano fino a qualche km di diametro (per effetto di collisioni casuali e non di gravità) Si ha la formazione dei planetesimi Astronomia: Sistemi planetari 4

5 Formazione di sistemi planetari I planetesimi si uniscono per formare aggregati più grossi Più essi crescono, più attraggono per gravità la materia, le collisioni si fanno sempre più violente Alcuni planetesimidiventano dominati con diametri di qualche migliaia di km Si ha la formazione dei protopianeti I protopianetiattirano a se i planetesimie sono così sempre più «bombardati» Astronomia: Sistemi planetari 5

6 Formazione di sistemi planetari Meccanismi simili al precedente si possono creare attorno ai protopianeti Si formano i pianeti ed eventualmente i loro satelliti La formazione si arresta quando i pianeti maggiori hanno ripulito tutte le proprie orbite Il sistema planetario è ora composto da: Stella centrale Pianeti e satelliti Asteroidi e comete Astronomia: Sistemi planetari 6

7 Formazione di sistemi planetari Astronomia: Sistemi planetari 7

8 Planet-formingdisc (Artist's Impression) Astronomia: Sistemi planetari 8

9 ProtoplanetaryDiscs in the Orion Nebula Astronomia: Sistemi planetari 9

10 Edge-On Protoplanetary Disc in the Orion Nebula Astronomia: Sistemi planetari 10

11 Formazione di sistemi planetari Astronomia: Sistemi planetari 11

12 Il sistema solare Una stella: il Sole 8 pianeti e relativi satelliti Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno 4 pianeti nati Cerere, Plutone, Makemake, Eris Numerosi corpi minori Asteroidi e comete Astronomia: Sistemi planetari 12

13 Il sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 13

14 Il sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 14

15 Il sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 15

16 Il sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 16

17 Il sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 17

18 Il sistema solare Durante la formazione la composizione dei planetesimi dipende dalla distanza dal Sole: Nelle parti più interne: rocce e metalli Nelle parti più esterne: ghiaccio, idrogeno, elio, ammoniaca, anidride carbonica, Pianeti interni: rocciosi Pianeti esterni: gassosi Astronomia: Sistemi planetari 18

19 Il sistema solare Pianeti di tipo terrestre Mercurio, Venere, Terra e Marte Hanno alcune caratteristiche comuni: Sono piccoli Sono molto densi (rocciosi) Hanno atmosfere sottili o non ne hanno del tutto Hanno pochi satelliti Si trovano nella regione più interna del sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 19

20 Pianeti di tipo terrestre: Mercurio, Venere, Terra, Marte Astronomia: Sistemi planetari 20

21 Il sistema solare Pianeti di tipo gioviano Giove, Saturno, Urano e Nettuno Hanno alcune caratteristiche comuni: Sono grandi Sono poco densi (gassosi) Hanno atmosfere spesse e turbolente Hanno numerosi satelliti Hanno degli anelli Si trovano nella regione più esterna del sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 21

22 Pianeti di tipo gioviano: Giove, Saturno, Urano, Nettuno Astronomia: Sistemi planetari 22

23 Astronomia: Sistemi planetari 23

24 Il sistema solare Pianeta: Ruota intorno al Sole È abbastanza massiccio per aver acquisito forma sferica Ha ripulito la propria orbita dai corpi minori Pianeta nano: Ruota intorno al Sole È abbastanza massiccio per aver acquisito forma sferica Corpo minore: Ruota intorno al Sole Astronomia: Sistemi planetari 24

25 Artist's impression of the triple asteroid system, 87 Sylvia Astronomia: Sistemi planetari 25

26 Smallest Kuiper Belt Object detected (artist's impression) Astronomia: Sistemi planetari 26

27 Comet McNaught seen from the ALMA site Astronomia: Sistemi planetari 27

28 Halley Comet Astronomia: Sistemi planetari 28

29 Il sistema solare Multiple choice(solar System Characteristics 1-15) Astronomia: Sistemi planetari 29

30 Il Sole Il Sole, come ogni altra stella, è una «palla di gas» nella quale, raggiunte certe condizioni di temperatura, pressione e densità, avvengono reazioni di fusione nucleare Come la Terra orbita intorno al Sole, anche la nostra stella orbita intorno al nucleo galattico, ciò in circa 250 milioni di anni. Il centro della galassia si trova a circa anni luce di distanza Astronomia: Sistemi planetari 30

31 Il Sole Caratteristiche Diametro: 1, km (110 volte la Terra) Massa: 1, kg (330'000 volte la Terra) Composizione: H (73,46%), He (24,85%), altro (1,69%) Campo gravitazionale: 28g Velocità di fuga: 618 km/s Luminosità: 3, W Temperatura superficiale: 5800 K Astronomia: Sistemi planetari 31

32 Il Sole Nucleo Sede delle reazioni di fusione nucleare Temperatura circa 1, K Densità superiore a 150'000 kg/m³, pressione di quasi 500 miliardi di atm Dimensione: 0.25R Astronomia: Sistemi planetari 32

33 Il Sole Il Sole converte ogni secondo 4,2 milioni di ton di massa in energia (564,2 milioni di ton di Hdi partenza -560 milioni di ton di He prodotte). Nei 4,5 miliardi di anni di vita, la massa persa è pari al 3! Astronomia: Sistemi planetari 33

34 Il Sole Zona radiativa L'energia viene trasportata come radiazione elettromagnetica (gamma, X, visibile) Il viaggio dura circa 1 milione di anni a causa dei continui assorbimenti/emissioni di radiazione Dimensione: 0.6R Zona convettiva L'energia viene trasportata sotto forma di moti della materia (plasma caldissimo) Dimensione: 0.15R Astronomia: Sistemi planetari 34

35 Il Sole Astronomia: Sistemi planetari 35

36 Fotosfera Regione dalla quale proviene la luce visibile Temperatura circa 6'000 K Macchie solari Aree più scure e fredde della fotosfera Temperatura circa 4'000 K Il Sole Astronomia: Sistemi planetari 36

37 Il Sole Cromosfera Si trova sopra la fotosfera e sotto la corona È più calda della prima e più fredda della seconda Corona Regione più esterna, visibile a occhio nudo solo durante le eclissi totali Caldissima: alcuni milioni di gradi Buco coronale Area della corona che nei raggi X e UV appare più scura Si trova tipicamente ai poli Astronomia: Sistemi planetari 37

38 Cromosfera Astronomia: Sistemi planetari 38

39 Corona durante un ecclissi Astronomia: Sistemi planetari 39

40 Corona solare con coronografo di SOHO Astronomia: Sistemi planetari 40

41 Buco coronale Astronomia: Sistemi planetari 41

42 Il Sole Protuberanza Enorme e luminoso getto di plasma solare che, partendo dalla cromosfera si estende nella zona della corona solare Regione di condensazione dei gas coronali sulle linee del campo magnetico Il gas si disperde poi nello spazio interplanetario allontanandosi per migliaia di chilometri, spinto dalle forze del campo magnetico del Sole Astronomia: Sistemi planetari 42

43 Protuberanza Astronomia: Sistemi planetari 43

44 Il Sole Flare Violenta eruzione di materia che esplode dalla fotosfera che proiettano protoni radiazioni X e gamma nello spazio Creano delle spettacolari protuberanze solari ed emettono fasci di vento solare molto energetico Emissioni coronali di massa (CME) Espulsione di materia dalla corona solare La Terra è colpita da 1 a 4 giorni dopo Si possono verificare danni agli apparecchi elettronici, ma anche le aurore boreali! Astronomia: Sistemi planetari 44

45 Astronomia: Sistemi planetari 45

46 Flare Astronomia: Sistemi planetari 46

47 Flare Astronomia: Sistemi planetari 47

48 Flare Astronomia: Sistemi planetari 48

49 CME Astronomia: Sistemi planetari 49

50 Il Sole Astronomia: Sistemi planetari 50

51 Il Sole L'interno del Sole: come conoscerlo? Teoricamente: Conoscendo le leggi della fisica e le condizioni al contorno* è possibile fare delle ipotesi ragionevoli su ciò che avviene all interno * Temperatura, emissione di radiazione, campi magnetici, composizione, flussi di materia, densità, stato della materia, ecc Astronomia: Sistemi planetari 51

52 Il Sole Il Sole vibra: Diffusione di oscillazioni (vere e proprie onde acustiche) al suo interno Rilevazione con gli spettrometri Doppler, si può risalire alla velocità di propagazione e alle riflessioni delle onde Deduzione su che cosa c'èdentro il Sole Astronomia: Sistemi planetari 52

53 Il Sole Le macchie solari: Aree più freddedella fotosfera, nelle quali la risalita del gas caldo viene inibita dal campo magnetico che fuoriesce dal Sole Ciclo, lungo circa 11 anni, durante il quale il numero di macchie solari varia «oscillando» Astronomia: Sistemi planetari 53

54 Il Sole Ciclo solare conosciuto da molto tempo ma solo da 150 anni viene studiato con rigore scientifico! Astronomia: Sistemi planetari 54

55 Macchie solari Astronomia: Sistemi planetari 55

56 Astronomia: Sistemi planetari 56

57 Macchie solari Astronomia: Sistemi planetari 57

58 Il Sole Ciclo solare Astronomia: Sistemi planetari 58

59 Il Sole Campo magnetico del Sole Astronomia: Sistemi planetari 59

60 Macchie solari con linee di campo magnetico Astronomia: Sistemi planetari 60

61 Il Sole La Specola Solare Ticinese È un Osservatorio dedicato al Sole, che segue il ciclo con regolarità da 50 anni Astronomia: Sistemi planetari 61

62 Il Sole effettuando ogni giorno il disegno delle macchie per determinare il numero di Wolf È diventata riferimento mondiale del SIDC nel network di osservatori del ciclo solare Astronomia: Sistemi planetari 62

63 Il Sole Vento solare:plasma tenuissimo 95% protoni ed elettroni, in proporzione circa uguale 5% particelle alfa con tracce di nuclei di elementi più pesanti Vicino alla Terra: velocità tra 200 km/s e 900 km/s, densità da alcune unità a decine di particelle per cm 3 Genera un campo magnetico Astronomia: Sistemi planetari 63

64 Il Sole Il campo magnetico del vento solare rimane collegato alla sua origine nella fotosfera, l'espansione radiale del vento solare dal Sole e la rotazione di questo fanno sì che il campo magnetico si curvi in modo da formare una spirale Si estende fino a circa 160 AU Astronomia: Sistemi planetari 64

65 Il Sole Il vento solare interagisce con il campo magnetico terrestre e lo confina in una regione di spazio detta magnetosfera Astronomia: Sistemi planetari 65

66 Astronomia: Sistemi planetari 66

67 Il Sole Eliosfera «Bolla» nel mezzo interstellare (che è composto dal gas rarefatto di idrogeno ed elio che riempie la galassia) creata dal vento solare Il bordo più esterno di questa bolla è dove la forza del vento solare non è più sufficiente a spingere indietro il mezzo interstellare Bordo conosciuto come eliopausa, ed è spesso considerato come il confine esterno del sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 67

68 Astronomia: Sistemi planetari 68

69 Astronomia: Sistemi planetari 69

70 Il Sole Secondo la missione Voyager1 e 2, si suppone che l'eliosfera sia piena di «bolle magnetiche» (ognuna larga circa 1 AU), che creano la «zona schiumosa» Astronomia: Sistemi planetari 70

71 Astronomia: Sistemi planetari 71

72 Il Sole Astronomia: Sistemi planetari 72

73 Il Sole Multiple choice(sun) Astronomia: Sistemi planetari 73

74 Pianeti di tipo terrestre: Mercurio Caratteristiche Distanza media dal Sole 0,387 AU Periodo di rivoluzione 88 giorni Periodo di rotazione 59 giorni Diametro: 4878 km (38% della Terra) Massa: 3, kg (5,6% della Terra) Densità: 5,44 kg/m 3 (99% della Terra) Temperatura: giorno 430 C, notte 100 C Pressione superficiale: bar Astronomia: Sistemi planetari 74

75 Mercury Astronomia: Sistemi planetari 75

76 Pianeti di tipo terrestre: Mercurio Nucleo Particolarmente massiccio (fino all'80% del raggio del pianeta) formato da elementi pesanti Interno solido ed esterno liquido Mantenimento di un nucleo liquido per miliardi di anni richiede la presenza di un elemento più leggero, come lo zolfo, che ne abbassi la temperatura di fusione dei materiali Nucleo liquido spiega il debole campo magnetico, inclinato di circa 10 rispetto all asse di rotazione Astronomia: Sistemi planetari 76

77 Pianeti di tipo terrestre: Mercurio 1) Crosta: km 2) Mantello: 600 km 3) Nucleo: 1800 km Astronomia: Sistemi planetari 77

78 Pianeti di tipo terrestre: Mercurio Superficie Crateri ovunque, bombardata da meteoriti per assenza di atmosfera Solcata da lunghe scarpate alte anche 3 km e lunghe centinaia Bacino Caloris: Il più grande cratere del sistema solare: diametro 1300 km (più di ¼ del diametro del pianeta), profondità 9 km Onda d urto tanto violenta da essere trasmessa dalla parte opposta, formando quello che viene chiamato terreno bizzarro, massi e rilievi mescolati a caso Astronomia: Sistemi planetari 78

79 Mercury sdouble Ring Crater Astronomia: Sistemi planetari 79

80 Pianeti di tipo terrestre: Venere Caratteristiche Distanza media dal Sole 0,723 AU Periodo di rivoluzione 224,70 giorni Periodo di rotazione 243,01 giorni (retrogrado) Diametro: km (95% della Terra) Massa: 4, kg (82% della Terra) Densità: 5,24 kg/m 3 (95% della Terra) Temperatura: 477 C Pressione superficiale: 90 bar Astronomia: Sistemi planetari 80

81 Venus Astronomia: Sistemi planetari 81

82 Astronomia: Sistemi planetari 82

83 Pianeti di tipo terrestre: Venere Atmosfera 97% di anidride carbonica e il 3% da argon e azoto, tracce di monossido di carbonio, fluoruro di idrogeno e cloruro di idrogeno Una piccola frazione della luce solare attraversa l atmosfera, è sufficiente per scaldare la superficie Opaca che assorbe la radiazione infrarossa: effetto serra enorme dovuto al CO 2 e alla grande densità dell atmosfera (90 volte quella terrestre) Astronomia: Sistemi planetari 83

84 Pianeti di tipo terrestre: Venere Velocità dei venti: 100 m/s al di sopra delle nubi, al suolo di 1 m/s Temperatura di 480 C sia all equatore sia ai poli L aspetto della superficieè stato determinato con segnali radar dalla sonda Magellan Gira su sé stesso in senso antiorario ed è l unico pianeta il cui giorno è più lungo dell anno Presenta delle fasipoiché tra il Sole e la Terra Astronomia: Sistemi planetari 84

85 Venus CloudTops Viewed Astronomia: Sistemi planetari 85

86 Hemispheric View of Venus Astronomia: Sistemi planetari 86

87 Astronomia: Sistemi planetari 87

88 Pianeti di tipo terrestre: Terra Caratteristiche Distanza media dal Sole 1 AU Periodo di rivoluzione 365,26 giorni Periodo di rotazione 23h 56min 04s Diametro: km Massa: 5, kg Densità: 5,50 kg/m 3 Temperatura: da 50 C a 50 C Pressione superficiale: 1 bar Astronomia: Sistemi planetari 88

89 Earth Astronomia: Sistemi planetari 89

90 Pianeti di tipo terrestre: Terra Luna: caratteristiche Distanza media dalla Terra 0,0026 AU Periodo di rivoluzione 27,32 giorni Periodo di rotazione 27,32 giorni Diametro: 3476 km (27% della Terra) Massa: 7, kg (1,2% della Terra) Densità: 3,36 kg/m 3 (61% della Terra) Temperatura: giorno 127 C, notte 173 C Pressione superficiale: 0 bar (assenza di atmosfera) Astronomia: Sistemi planetari 90

91 Earth's Moon Astronomia: Sistemi planetari 91

92 Pianeti di tipo terrestre: Marte Caratteristiche Distanza media dal Sole 1,524 AU Periodo di rivoluzione 1,88 anni Periodo di rotazione 24h 37min 23s Diametro: 6794 km (53% della Terra) Massa: 6, kg (11% della Terra) Densità: 3,94 kg/m 3 (72% della Terra) Temperatura: giorno 20 C, notte 140 C Pressione superficiale: 0,008 bar Astronomia: Sistemi planetari 92

93 Hubble's Close Encounter with Mars Astronomia: Sistemi planetari 93

94 Pianeti di tipo terrestre: Marte Nucleo Composto principalmente da ferro con il 14-17% di solfuro di ferro Raggio di circa 1480 km Molto probabilmente non è liquido, ma allo stato viscoso Marte non presenta un campo magnetico apprezzabile (massimo 5 nt) né attività geologica di rilievo: mancanza di protezione del suolo del pianeta dall'attività di particelle cosmiche ad alta energia,la maggiore distanza dal Sole rende meno violente le conseguenze della sua attività Astronomia: Sistemi planetari 94

95 Astronomia: Sistemi planetari 95

96 Pianeti di tipo terrestre: Marte Atmosfera Anidride carbonica (CO 2 ) 95,32%, Azoto (N 2 ) 2,7% Argon (Ar) 1,6%, Ossigeno (O 2 ) 0,13% I venti solari asportano materiale dalla ionosfera in assenza di un forte campo magnetico, questo mantiene l'atmosfera del pianeta piuttosto sottile La pressione atmosferica media è di 700 Pa(circa 1% rispetto alla Terra): minimo di 30 Pa sull'olympus Monse oltre 1155 Panella depressione di Hellas Planitia Astronomia: Sistemi planetari 96

97 Atmosfera di Marte Astronomia: Sistemi planetari 97

98 Opportunity's view of 'Solander Point' Astronomia: Sistemi planetari 98

99 'Point Lake' Outcrop in Gale Crater Astronomia: Sistemi planetari 99

100 Curiosity Sol 343 Vista With 'Twin Cairns' on Route to Mount Sharp Astronomia: Sistemi planetari 100

101 Mars & Paranal Astronomia: Sistemi planetari 101

102 Pianeti di tipo terrestre: Marte Spirit's Snapshots of Mars(NASA) Astronomia: Sistemi planetari 102

103 Pianeti di tipo terrestre: Marte Valles Marineris:il canyon più grande del sistema solare si estende per oltre 3000 km, largo fino a 600 km e profondo 8 km il Grand Canyon è lungo appena 800 km Astronomia: Sistemi planetari 103

104 Pianeti di tipo terrestre: Marte Inverno: Abbassamento della temperatura e condensamento del 25-30% dell'atmosfera che forma spessi strati di ghiaccio secco o di anidride carbonica Estate: Il ghiaccio sublima causando grandi sbalzi di pressione e conseguenti tempeste con venti che raggiungono i 400 km/h; questi fenomeni stagionali trasportano grandi quantità di polveri e vapore d'acqua che generano grandi cirri Astronomia: Sistemi planetari 104

105 Pianeti di tipo terrestre: Marte Calotte polari Composte principalmente da acqua ricoperta da uno strato di circa 1 metro di anidride carbonica solida al polo nord; lo stesso strato raggiunge gli 8 metri in quello sud Entrambi i poli presentano dei disegni a spirale causati dall'interazione tra il calore solare disomogeneo e la sublimazione e condensazione del ghiaccio. Le loro dimensioni variano a seconda della stagione Astronomia: Sistemi planetari 105

106 Calotta di ghiaccio secco Astronomia: Sistemi planetari 106

107 Pianeti di tipo terrestre: Marte Satelliti Due: Phobos e Deimos Phobosè il maggiore dei due misurando 26,6 km nel suo punto più largo Deimosè il minore e più esterno e piccolo, misura 15 km nella sua sezione più lunga Astronomia: Sistemi planetari 107

108 Pianeti di tipo terrestre Multiple choice(solar System Characteristics 16-23) Astronomia: Sistemi planetari 108

109 Pianeti di tipo terrestre: Giove Caratteristiche Distanza media dal Sole 5,203 AU Periodo di rivoluzione 11,86 anni Periodo di rotazione 9h 50min Diametro: km (11,2 volte la Terra) Massa: 1, kg (318 volte la Terra) Densità: 1,31 kg/m 3 (24% della Terra) Temperatura: 110 C(nubi alte) Astronomia: Sistemi planetari 109

110 Jupiter Astronomia: Sistemi planetari 110

111 Pianeti di tipo gioviano: Giove Struttura interna Nucleo solido avvolto da una coltre liquida e gassosa di idrogeno che grazie alla rapida rotazione del pianeta produce un campo magnetico 10 volte maggiore di quello della Terra Aurore polari sono prodotte dalla cattura delle particelle cariche emesse dal Sole (vento solare) da parte della magnetosfera del pianeta Astronomia: Sistemi planetari 111

112 Astronomia: Sistemi planetari 112

113 Jupiter's Aurora Astronomia: Sistemi planetari 113

114 Pianeti di tipo gioviano: Giove Atmosfera Composizione: 90% idrogeno e 10% elio con quantità minime di metano, vapore acqueo, neon, acido solfidrico e cianidrico I venti raggiungono i 650 km/h, le strisce che si osservano al telescopio sono la manifestazione di questi spostamenti di masse gassose La colorazione è dovuta a piccole differenze di composizione, i composti dello zolfo danno una colorazione gialla-rossa o marrone Astronomia: Sistemi planetari 114

115 Pianeti di tipo gioviano: Giove La Grande Macchia Rossa È il vortice più noto e più grande, che corrisponde ad una vasta tempesta anticiclonica Dimensioni variabili: km per km Altezza delle nubi più alte circa 8 km al di sopra degli strati circostanti Impatto della cometa Shoemaker-Levy 9 nel 1994 Astronomia: Sistemi planetari 115

116 Jupiter's Great Red Spot Astronomia: Sistemi planetari 116

117 Jupiter and Ganymede Astronomia: Sistemi planetari 117

118 Comet Shoemaker-Levy 9 Approaches Jupiter Astronomia: Sistemi planetari 118

119 True colourimage of Multiple Impact Zones Astronomia: Sistemi planetari 119

120 Pianeti di tipo gioviano: Giove Anelli e satelliti Debole sistema di anelli scoperti grazie alle sonde spaziali 4 satelliti galileiani: Ganymede, Callisto, Io, Europa In totale 67 satelliti Astronomia: Sistemi planetari 120

121 Jupiter's Galilean Satellites Astronomia: Sistemi planetari 121

122 Jupiter's Galilean Satellites: Ganymede, Callisto, Io, Europa Astronomia: Sistemi planetari 122

123 Jupiter Ring System Astronomia: Sistemi planetari 123

124 Pianeti di tipo terrestre: Saturno Caratteristiche Distanza media dal Sole 9,54 AU Periodo di rivoluzione 29,46 anni Periodo di rotazione 10h 13min Diametro: km (9,3 volte la Terra) Massa: 5, kg (95 volte la Terra) Densità: 0,7 kg/m 3 (13% della Terra) Temperatura: 180 C(nubi alte) Astronomia: Sistemi planetari 124

125 Saturn Astronomia: Sistemi planetari 125

126 Pianeti di tipo gioviano: Saturno Anelli e satelliti Decine di satelliti, Uno importante: Titano, un mondo dominato dal metano Fra le lune minori spiccano: Dione, Tethys, Encelado Straordinario sistema di migliaia di anelli, composti da particelle di ghiaccio e roccia fra 1 cm e 10 m, mantenuti dai «satelliti pastore» Astronomia: Sistemi planetari 126

127 Astronomia: Sistemi planetari 127

128 Astronomia: Sistemi planetari 128

129 Saturn as Seen by Cassini Astronomia: Sistemi planetari 129

130 The Day the Earth Smiled: Sneak Preview Astronomia: Sistemi planetari 130

131 Interplay between light and shadow on Saturn s Rings Astronomia: Sistemi planetari 131

132 Rings of Saturn Astronomia: Sistemi planetari 132

133 The Slant on Saturn's Rings Astronomia: Sistemi planetari 133

134 Pianeti di tipo terrestre: Saturno Come Giove è composto quasi esclusivamente da gas: idrogeno (94%), elio (6%), metano (0,05%), ammoniaca (0,02%) Come Giove, presenta fasce e bande Manifesta pure delle aurore polari quindi produce un campo magnetico Astronomia: Sistemi planetari 134

135 Saturn's dynamic aurorae Astronomia: Sistemi planetari 135

136 Quadruple Saturn moon transit Astronomia: Sistemi planetari 136

137 Quadruple Saturn moon transit Astronomia: Sistemi planetari 137

138 Sponge-like surface of Saturn's moon Hyperion Astronomia: Sistemi planetari 138

139 Pianeti di tipo terrestre: Urano Caratteristiche Distanza media dal Sole 19,19 AU Periodo di rivoluzione 84,04 anni Periodo di rotazione 16.5h Diametro: km (4 volte la Terra) Massa: 8, kg (15 volte la Terra) Densità: 1,3 kg/m 3 (24% della Terra) Temperatura: 221 C Astronomia: Sistemi planetari 139

140 Pianeti di tipo gioviano: Urano Struttura Astronomia: Sistemi planetari 140

141 Pianeti di tipo gioviano: Urano Nucleo di roccia, circa km di diametro, temperatura di circa 7'000 C e pressione di 20 milioni di atmosfere Oltre vi è uno strato ghiacciato di acqua, metano e ammoniaca Atmosfera con nuvole e nebbie, composta da idrogeno, elio e metano che formano le tipiche bande atmosferiche dovute alla rapida rotazione non uniforme Astronomia: Sistemi planetari 141

142 Uranus' Rings Astronomia: Sistemi planetari 142

143 Astronomia: Sistemi planetari 143

144 Pianeti di tipo gioviano: Urano William Herschel nella notte del 13 marzo 1781 osservava nella costellazione dei Gemelli un oggetto anomalo. L oggetto ingrandito al telescopio appariva come un disco opaco, se fosse stata una stella, data l enorme distanza, avrebbe dovuto apparire come un puntino I primi 5 satelliti sono stati scoperti da Terra mentre i successivi grazie alla sonda Voyager2 nel 1986, e al telescopio spaziale Hubble Astronomia: Sistemi planetari 144

145 Uranus with rings and moons Astronomia: Sistemi planetari 145

146 A New Look at Uranus Astronomia: Sistemi planetari 146

147 Pianeti di tipo terrestre: Nettuno Caratteristiche Distanza media dal Sole 30,06 AU Periodo di rivoluzione 164,8 anni Periodo di rotazione 18h Diametro: km (3,9 volte la Terra) Massa: 1, kg (17 volte la Terra) Densità: 1,66 kg/m 3 (30% della Terra) Temperatura: 230 C Astronomia: Sistemi planetari 147

148 Full-Disk Neptune Astronomia: Sistemi planetari 148

149 Pianeti di tipo gioviano: Nettuno Anelli e satelliti 4 Anelli simili a quelli di Urano 8 Satelliti Tritone: probabilmente catturato, rivoluziona in senso opposto alla rotazione Despina, Galatea, Larissa, Naiade, Nereide, Proteo, Thalassa Astronomia: Sistemi planetari 149

150 Neptune's Rings Astronomia: Sistemi planetari 150

151 Neptunein Primary Colours Astronomia: Sistemi planetari 151

152 Neptune and its moons Astronomia: Sistemi planetari 152

153 Pianeti di tipo gioviano Astronomia: Sistemi planetari 153

154 Pianeti di tipo gioviano Multiple choice(solar System Characteristics 24-32) Astronomia: Sistemi planetari 154

155 Pianeti nani e corpi minori Astronomia: Sistemi planetari 155

156 Pluto and Charon Astronomia: Sistemi planetari 156

157 Eris and Dysnomia Astronomia: Sistemi planetari 157

158 An image of the strange asteroid Lutetia from the ESA Rosetta probe Astronomia: Sistemi planetari 158

159 Capturing the Surface of Asteroid Vesta Astronomia: Sistemi planetari 159

160 Asteroid Eros Astronomia: Sistemi planetari 160

161 Comet Hale-Bopp Astronomia: Sistemi planetari 161

162 Comet Halley Astronomia: Sistemi planetari 162

163 Pianeti nani e corpi minori Multiple choice(solar System Characteristics 33-44) Astronomia: Sistemi planetari 163

164 Pianeti extrasolari Dal 1995a oggi sono stati scoperti più di 725 altri sistemi planetari (940 pianeti) La scoperta è (quasi) sempre stata indiretta: la luce riflessa dal pianeta è «coperta» dalla stella attorno alla quale ruota I pianeti extrasolari scoperti hanno delle caratteristiche «sorprendenti»e non simili al sistema solare permettono di testare le teorie sulla formazione del sistema solare Astronomia: Sistemi planetari 164

165 Artist s impression of the planet around Alpha Centauri B Astronomia: Sistemi planetari 165

166 Pianeti extrasolari radial velocity- transit- direct imaging Astronomia: Sistemi planetari 166

167 Pianeti extrasolari Velocità radiale: effetto Dopplersulla luce della stella dovuto al suo moto attorno al «baricentro» del sistema stella-pianeta Valore(minimo) per la velocitàdi rotazione della stella Valore (minimo) per la massa del pianeta Astronomia: Sistemi planetari 167

168 Pianeti extrasolari Astronomia: Sistemi planetari 168

169 Pianeti extrasolari Astronomia: Sistemi planetari 169

170 Pianeti extrasolari Transito: il pianeta passa davanti alla stella e provoca una variazione della curva di luce Astronomia: Sistemi planetari 170

171 2M1207b -First image of an exoplanet Astronomia: Sistemi planetari 171

172 Pianeti extrasolari Astronomia: Sistemi planetari 172

173 Planet aroundbeta Pictoris Astronomia: Sistemi planetari 173

174 Beta Pictorisas Seen in Infrared Light Astronomia: Sistemi planetari 174

175 Pianeti extrasolari Buona parte dei pianeti scoperti sono tipicamente del tipo gioviano con masse che vanno da 0,16 a 13 masse di Giove (oltre sono considerati nane brune) A differenza dei gioviani del sistema solare, sono più ravvicinati alla stella (circa il 60% sono a meno di 1 AU): 1 scoperto a 0,05 AU! Sono chiamati pianeti gioviani caldi (o giganti rossi) Astronomia: Sistemi planetari 175

176 Pianeti extrasolari Motivi: A pianeti grandi e vicini corrisponde una maggior velocità della stella più facili da individuare I pianeti si muovono verso l'interno a causa delle reciproche interazioni gravitazionali (?) Ultimamente pianeti più piccoli sono stati scoperti (grazie alla missione Kepler): pianeti del tipo Super Terra, ossia rocciosi massivi con masse tra 2 e 10 masse terrestri Astronomia: Sistemi planetari 176

177 Pianeti extrasolari L eccentricitàdei pianeti scoperti è spesso notevolmente più grande di quello che si osserva nel sistema solare: fino a 0,71! Giove 0,048 extrasolari a distanze paragonabili a quella di Giove in media 0,4 Le orbite sono quindi ellittiche e non quasi-circolari Conseguenza: espulsione dei piccoli pianeti di tipo terrestre per effetto gravitazionale Pianeti gioviani su orbite quasi-circolari e terrestri su orbite stabili sono relativamente rari! Astronomia: Sistemi planetari 177

178 Pianeti extrasolari Multiple choice(extrasolar Planet) Astronomia: Sistemi planetari 178

179 Pianeti extrasolari Astronomia: Sistemi planetari 179

180 Pianeti extrasolari Astronomia: Sistemi planetari 180

181 Pianeti extrasolari Astronomia: Sistemi planetari 181

182 Pianeti extrasolari Astronomia: Sistemi planetari 182

183 HUBBLE 15 YEARS OF DISCOVERY CHAPTER 3 Astronomia: Sistemi planetari 183