I CORSO DI ASTRONOMIA

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1 I CORSO DI ASTRONOMIA Alla scoperta del Sistema Solare 10 ottobre 2015 spiegazioni di Giuseppe Conzo Parrocchia SS. Filippo e Giacomo Oratorio Salvo D Acquisto

2 SOMMARIO Cos è il Sistema Solare; Il Sole; I pianeti interni: Mercurio, Venere, Terra e Marte; La fascia di asteroidi; I pianeti esterni: Giove, Saturno, Urano, Nettuno; La fascia di Kuiper; Plutone.

3 COS E IL SISTEMA SOLARE? Il Sistema Solare è una famiglia di pianeti che orbitano attorno ad una stella chiamata Sole. Questa stella si trova all interno della nostra galassia che è nota come «Via Lattea» e il Sole si trova a anni luce dal centro di essa.

4 COS E IL SISTEMA SOLARE? Il Sistema Solare si è formato da una nube di polveri e gas che, per effetto di un collasso gravitazionale centrale, ha generato il Sole e i pianeti circa 4,5 miliardi di anni fa.

5 COS E IL SISTEMA SOLARE?

6 IL SOLE Il Sole è la stella madre del Sistema Solare. Il Sole è una stella di medie dimensioni composta principalmente da idrogeno ed elio. L insieme di questi due componenti generano nel nucleo del Sole una combustione continua che genera una grande quantità di energia.

7 IL SOLE Nucleo: Parte più calda in cui si generano tutte le fusioni nucleari atte alla produzione di energia.

8 IL SOLE Zona Radiativa: Zona di trasporto dei fotoni di circa Km. I fotoni per raggiungere la zona convettiva possono impiegare centinaia di anni.

9 IL SOLE Zona Convettiva: Zona di movimento del plasma verso le parti superficiali della stella.

10 IL SOLE Fotosfera: Zona di movimento e propagazione dei fotoni solari, e dove si formano le macchie solari che sono regioni più fredde di grossa attività magnetica

11 IL SOLE Cromosfera: Zona di formazione di getti di gas in fuoriuscita verso l esterno detti «spicule» e di getti di gas orizzontali detti «fibrille». Strato trasparente.

12 IL SOLE Corona Solare: Zona visibile durante un eclissi totale di Sole ed è la parte più esterna del Sole. Essa è formata da gas e vapori incandescenti.

13 IL SOLE Campo magnetico: Il campo magnetico è una serie di filamenti polarizzati che si estendono dal centro verso l esterno del Sole.

14 IL SOLE Campo magnetico: Il campo magnetico è molto complesso, in quanto per effetto della rotazione differenziale del Sole, è irregolare.

15 I PIANETI INTERNI Mercurio Venere Terra Marte

16 I PIANETI INTERNI: MERCURIO

17 I PIANETI INTERNI: MERCURIO La prima mappa di Mercurio è stata disegnata nel 1934 da Eugène Michel Antoniadi, astronomo greco del 900. Tale mappa risultò poi errata perché l astronomo aveva la convinzione che il pianeta fosse in rotazione sincrona con il Sole, supposizione che poi si è risultata errata successivamente

18 I PIANETI INTERNI: MERCURIO Mercurio è stato visto da vicino per la prima volta nel 1974 grazie alla sonda «Mariner 10» che, per raggiungere il pianeta impiegò 1 anno per il viaggio.

19 I PIANETI INTERNI: MERCURIO Successive missioni spaziali hanno studiato Mercurio sempre meglio. La più rilevante è la missione «Messenger» lanciata nel 2004 che tutt ora sta rilevando spettacolari scenari di questo pianeta

20 I PIANETI INTERNI: MERCURIO Il Pianeta Mercurio ha una struttura interna molto semplice ed è formato da soltanto 3 strati come mostra la figura accanto. Il nucleo è molto esteso ed è ricco di ferro, il mantello è composto principalmente da silicio e la crosta è tipica di un lungo raffreddamento del pianeta agli albori del Sistema Solare.

23 I PIANETI INTERNI: VENERE

24 I PIANETI INTERNI: VENERE Venere è un pianeta conosciuto sin dall antichità per la sua facilità di osservazione e per il modo di apparire in cielo. Conosciuto anche come «Stella del mattino» è stato osservato da Galileo Galilei e grazie al suo cannocchiale sono state osservate le fasi che il pianeta mostra a noi.

25 I PIANETI INTERNI: VENERE L alta densità atmosferica di Venere e le numerose nubi hanno reso da sempre difficoltosa lo studio della superficie del pianeta. Soltanto dopo l intervento del telescopio Hubble che, ha fotografato il pianeta nell infrarosso, è stato possibile stabilire che Venere fosse composto per la maggior parte da carbonio. La sua atmosfera così densa crea un elevatissimo effetto serra che tiene le temperature quasi costantemente elevate.

26 I PIANETI INTERNI: VENERE

27 I PIANETI INTERNI: TERRA

28 I PIANETI INTERNI: TERRA Troposfera: Strato più basso dell atmosfera terrestre dove si formano cumuli e nubi. Estensione fino a 10 Km di altezza; Stratosfera: E la parte composta da Ozono ed è meglio conosciuto come appunto strato di ozono. Va dai 10 ai 50 Km di altezza; Mesosfera: Strato dove si formano nubi sottilissime visibili al crepuscolo e dove si formano minutissimi cristalli di ghiaccio. Va dai 50 agli 80 Km di altezza; Ionosfera: E la regione in cui i raggi cosmici vanno a ionizzare i gas componenti e dove l aria è molto rarefatta. Va dagli 80 ai 600 Km circa; Esosfera: Strato più esterno dove le particelle di gas che superano la velocità di fuga di 11,2 Km/s, non sono più soggetti alla gravità terrestre. Rappresenta il confine con lo spazio!

30 I PIANETI INTERNI: TERRA La Luna gode di una rotazione detta «sincrona». Questo tipo di caratteristica sta a significare che il periodo di rotazione e di rivoluzione del nostro satellite naturale sono identici e pari a circa 28 giorni.

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38 I PIANETI INTERNI: MARTE

39 I PIANETI INTERNI: MARTE Il pianeta Marte è molto più simile alla Terra di quanto si pensi e, nonostante la sua atmosfera sia molto rarefatta, ha formazioni rocciose proprio come la Terra. Tra i monti più importanti c è il Monte Olympus che è anche il più alto monte del Sistema Solare. Esso è alto 22 Km ed ha un diametro di circa 600 Km!!!

40 I PIANETI INTERNI: MARTE La crosta: è uno strato sottile roccioso simile a quello che abbiamo noi sulla terra; Il mantello: è una regione ferrosa atta a trasferire il calore che il grosso nucleo dissipa. Esso è formato da silicati; Il nucleo: non più attivo e durante la formazione del Sistema Solare era la regione «pulsante» del pianeta in età primordiale.

41 I PIANETI INTERNI: MARTE La sonda «Curiosity» è tra le più grandi e importanti missioni marziane con lo scopo di studiare il suolo marziano. La sonda è stata lanciata il 26 novembre 2011 ed è arrivata su Marte il 6 agosto 2012.

42 I PIANETI INTERNI: MARTE

43 LA FASCIA DI ASTEROIDI La fascia di asteroidi o fascia principale è una regione del Sistema Solare situata tra l orbita di Marte e l orbita di Giove composta da corpi minori di tipo roccioso e di forma irregolare che orbitano attorno al Sole chiamati «asteroidi». Questi corpi minori hanno diametri di circa 400 Km ciascuno, mentre soltanto uno di questi ha un diametro di 950 Km: Cerere!

44 LA FASCIA DI ASTEROIDI Gli asteroidi in questa regione del Sistema Solare si sono formati in seguito a violentissime collisioni avvenute nella nube primordiale del Sistema Solare. La violenta collisione di corpi rocciosi vaganti, non hanno generato altri pianeti, ma, al contrario, hanno generato frammenti sempre più piccoli.

45 LA FASCIA DI ASTEROIDI Le violente collisioni di tanto in tanto spazzano via qualche frammento che, attratto dal Sole, si avvicina verso di esso. Quando uno di questi frammenti viene catturato dalla forza gravitazionale della Terra entrando in atmosfera, si parlerà allora di «meteoriti»

46 LA FASCIA DI ASTEROIDI

47 I PIANETI ESTERNI Giove Saturno Urano Nettuno

48 I PIANETI ESTERNI: GIOVE

49 I PIANETI ESTERNI: GIOVE Giove è un pianeta gassoso ed è un pianeta detto «mediceo», perché Galielo Galieli fu il primo che nel 1610 scoprì i 4 noti satelliti. Questo pianeta è anche detto gigante, infatti esso è il più grande pianeta del Sistema Solare ed è formato da gas tra cui in maggiore quantità l idrogeno e l elio.

52 I PIANETI ESTERNI: GIOVE La Grande Macchia Rossa di Giove è un immensa tempesta anticiclonica che ruota in senso antiorario in 6 giorni! Il suo diametro maggiore è circa Km e quello minore è circa Km La sua esistenza è dovuta al fatto che essa è più fredda rispetto alle altre nubi di Giove, quindi c è una costante differenza di pressione.

53 I PIANETI ESTERNI: GIOVE Io Europa Ganimede Callisto

54 I PIANETI ESTERNI: GIOVE I satelliti osservati da Galileo Galilei sono 4 e sono i satelliti che maggiormente sono visibili anche con un buon binocolo. Nome Diametro Distanza media da Giove Periodo orbitale Io km km 1,77 giorni Europa km km 3,55 giorni Ganimede km km 7,16 giorni Callisto km km 16,69 giorni

55 I PIANETI ESTERNI: SATURNO

56 I PIANETI ESTERNI: SATURNO Saturno è un pianeta gassoso ai limiti della visibilità ad occhio nudo ed anch esso è stato osservato per la prima volta da Galileo Galilei nel 1610 che riuscì a definire una forma ben precisa del pianeta. La prima sonda a sorvolare Saturno è stata la Pioneer 11 nel 1979.

57 I PIANETI ESTERNI: SATURNO Nel 1980 la sonda Voyager ha inviato le prime immagini ad alta risoluzione del complesso sistema di anelli di Saturno.

58 I PIANETI ESTERNI: SATURNO

59 I PIANETI ESTERNI: SATURNO Saturno ha più di 60 satelliti che ruotano intorno ad esso, ma i più importanti sono quelli che ruotano in prossimità degli anelli e sono: Mimas, Encelado, Teti, Dione, Rhea e Titano.

60 I PIANETI ESTERNI: SATURNO Titano è l unico satellite del Sistema Solare ad avere un atmosfera! Esso è composto principalmente da materiale roccioso e ghiaccio d acqua! La sonda Cassini-Huygens si è posata sulla superficie di Titano il 14 gennaio del 2005 e, grazie alla sua esplorazione del satellite, si è capito che su titano ci fossero grandi quantità di metano liquido.

61 I PIANETI ESTERNI: SATURNO Titano ha un grosso nucleo composto principalmente da roccia, avvolto da altre stratificazioni di tipologie diverse di ghiaccio. Il nucleo di Titano potrebbe essere ancora caldo ed addirittura si pensa ci sia uno strato di acqua e ammoniaca tra le stratificazioni interne al satellite stesso.

62 I PIANETI ESTERNI: SATURNO Saturno al telescopio si presenta come nella figura qui accanto e il momento migliore per osservarlo è all opposizione, cioè quando il pianeta si trova nella parte opposta al Sole. Gli anelli di Saturno non sono sempre visibili allo stesso modo, infatti essi ogni anno variano la loro inclinazione rispetto al nostro punto di osservazione fino al momento che diventano quasi invisibili.

63 I PIANETI ESTERNI: URANO

64 I PIANETI ESTERNI: URANO Urano è anch esso un pianeta gassoso ed ha una caratteristica molto particolare. A differenza degli altri pianeti del Sistema Solare, la sua inclinazione rispetto al piano dell orbita di 97 gradi circa, questo sta a significare che uno dei suoi poli è diretto verso il Sole. Di conseguenza su Urano il concetto di «stagione» è molto diverso da come lo pensiamo noi sulla Terra, infatti, il sorvolo della sonda Voyager 2, ha mostrato che le nubi di Urano sono molto deboli. L estrema inclinazione fa pensare che durante la formazione del Sistema Solare, Urano si sia formato da forte collisione tra due corpi.

66 I PIANETI ESTERNI: URANO Anche Urano ha un sistema di anelli! Gli anelli di Urano sono molto meno complessi degli anelli di Saturno e sono appena percettibili, infatti la loro osservazione e scoperta sono state inaspettate. Gli anelli di Urano sono composti da polveri e materia oscura e si estendono soltanto per 10 Km di diametro. Osservazioni ripetute e successive degli anelli di Urano, hanno portato alla luce caratteristiche cromatiche molto differenti, infatti gli anelli più esterni sono di colore blu, mentre quelli intermedi sono di colore rosso e quelli interni sono ancora blu.

67 I PIANETI ESTERNI: URANO Miranda Ariel Umbriel Titania Oberon I maggiori satelliti di Urano sono 5 e sono tutti generati da impatti violenti durante la formazione del Sistema Solare. Sono simili alla nostra Luna, infatti la superficie è ricca di crateri e il numero di crateri da impatto presenti su ciascuno di essi definisce anche l età. Infatti Umbriel è il più antico ed Ariel è il più giovane.

69 I PIANETI ESTERNI: NETTUNO

70 I PIANETI ESTERNI: NETTUNO Atmosfera superiore, sommità delle nubi. Atmosfera inferiore, costituita da idrogeno, elio e gas metano. Mantello d'acqua, ammoniaca e metano ghiacciato. Nucleo di roccia e ghiaccio.

71 I PIANETI ESTERNI: NETTUNO Nettuno ha un atmosfera più complessa di quella di Urano. Essa è formata principalmente da idrogeno ed elio. Le nubi di Nettuno si trovano a diverse altezze nella sua atmosfera e variano in base alla temperatura atmosferica, infatti nelle parti basse ci sono nubi composte da ghiaccio e ammoniaca, mentre nelle parti più alte dell atmosfera ci sono nubi composte da metano.

72 I PIANETI ESTERNI: NETTUNO Anche Nettuno ha grossi fenomeni atmosferici caratterizzati da sistemi tempestosi con venti che raggiungono velocità estreme. E stato osservato che su Nettuno si formano grandi macchie scure con le stesse caratteristiche della grande macchia rossa di Giove.

73 I PIANETI ESTERNI: NETTUNO Tritone unico satellite naturale di Nettuno ed è il più massiccio satellite naturale del Sistema Solare. Il diametro di Tritone è circa Km e si pensa che esso provenga dalla fascia di Kuiper per la sua composizione molto diversa dal resto dei satelliti naturali.

74 LA FASCIA DI KUIPER Allontanandosi dal Sole, si incontra una zona di corpi minori scoperta dall astronomo Kuiper nel 1943 e sostenne che oltre l orbita di Nettuno doveva esserci un insieme di corpi minori che non hanno subìto il processo degli altri copri minori del Sistema Solare durante la formazione dei «planetesimi».

75 LA FASCIA DI KUIPER Gli oggetti che fanno parte della fascia di Kuiper sono stati definiti con la sigla KBO che significa Kuiper Belt Object che appunto in italiano significa «Oggetto della fascia di Kuiper».

76 LA FASCIA DI KUIPER

77 PLUTONE

78 PLUTONE Plutone è stato scoperto dall astronomo Clyde Tombaugh quasi per caso, perché egli era incaricato di trovare il cosiddetto «Pianeta X». Dopo lunghe ricerche e studi, saltarono fuori due lastre fotografiche che hanno portato alla scoperta di questo piccolissimo pianeta.

79 PLUTONE L orbita di Plutone è molto diversa rispetto alle orbite degli altri pianeti del Sistema Solare, infatti essa è inclinata rispetto all eclittica di 17 gradi circa, come mostra l animazione accanto, ed è molto eccentrica.

80 PLUTONE Atmosfera ghiacciata Acqua ghiacciata Roccia La struttura interna di Plutone è composta prevalentemente da roccia e ghiaccio con un nucleo molto denso.

81 PLUTONE: Caronte

82 PLUTONE L Unione Astronomica Internazionale (IAU) nel 2006 definisce il concetto di pianeta. Un pianeta per essere tale deve soddisfare 3 requisiti: Orbitare intorno al Sole; Massa sufficiente a soddisfare l equilibrio idrostatico (sfera); Nelle sue vicinanze non devono esserci corpi che arrivino alle dimensioni del pianeta stesso (fatta eccezione per i satelliti). Plutone non soddisfa il terzo requisito, in quanto è solo il 7% della massa degli altri oggetti della sua zona orbitale. Il 13 settembre 2006, l IAU ha declassato Plutone da Pianeta a Pianeta Nano!

83 PLUTONE La NASA ha più volte pensato a missioni spaziali verso Plutone, ma soltanto nel 2006 si è concretizzata la Missione New Horizons, lanciata con il compito di avere un incontro molto ravvicinato con il pianeta nano. Il «FlyBy» è avvenuto il 14 luglio 2015, momento in cui Plutone passa alla storia!...

84 PLUTONE

85 PLUTONE

86 PLUTONE Immagine NASA

87 PLUTONE Elaborazione di Giuseppe Conzo

88 PLUTONE Immagine NASA

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92 PLUTONE Materiale fluido in movimento Montagne rocciose e vallate

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95 PLUTONE Immagine dello storico FlyBy del 14 luglio 2015

96 PLUTONE Elaborazione di Giuseppe Conzo Immagine dello storico FlyBy del 14 luglio 2015

97 F I N E 1 Corso di Astronomia 10 ottobre 2015