Corso di ASTRONOMIA DI BASE

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1 Corso di ASTRONOMIA DI BASE I S I S T E M I P L A N E T A R I Skylive Telescopi Remoti Esercitazione alla serata numero 10 del Corso di Astronomia di Base I sistemi planetari

2 Esercitazione alla decima serata del corso di astronomia di base 2012 di Skylive-123 Stella LINK UTILI PRIMA DELL ESERCITAZIONE Il materiale relativo alla serata, e necessario alle esercitazioni, può essere visionato ai link presenti sulla pagina ufficiale del corso: I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 1

3 ESERCITAZIONI 1. Indicare la differenza tra planetesimo e protopianeta I planetesimi sono piccoli corpi solidi risultanti da una condensazione localizzata di materia all'interno di una nebulosa che contiene una stella giovane e il cui sviluppo ulteriore condurrà, per accrezione, alla formazione di pianeti. I protopianeti sono pianeti in formazione in seguito a contrazione gravitazionale, all'interno del disco di gas e di polveri che circondano una stella dopo che questa si è condensata all'interno di una nebulosa. La differenza sostanziale sta nelle dimensioni: i planetesimi sono per definizione la parte più piccola (il nome viene da infinitesimo ) che potrebbe dar vita ad un pianeta futuro. I protopianeti sono aggregazioni più grandi che porteranno alla formazione del pianeta vero e proprio, nel punto orbitale in cui si trovano o quasi. I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 2

4 2. Indicare i meccanismi che possono portare satelliti in orbita planetaria I satelliti naturali che vediamo intorno ai pianeti possono essere stati acquisiti in vari modi. Il primo è l acquisizione gravitazionale, per la quale il campo gravitazionale di un pianeta esercita una attrazione verso corpi minori di passaggio o in orbita instabile nelle vicinanze, tanto da indurli ad entrare in orbita planetaria. Altro metodo, che sembra esser valido per la nostra Luna, deriva da impatti di dimensioni più o meno grandi: un pianeta viene colpito da un corpo celeste di dimensioni medio-grandi e l impatto genera una nube di detriti che si dispone a disco intorno al pianeta e che poi, per collasso gravitazionale, vede collidere le sue componenti fino a condensarsi in una luna. Altro modo può essere la nascita dei satelliti insieme ai pianeti, a partire dallo stesso grumo di polvere e roccia. Tuttavia il fatto che la maggior parte dei satelliti orbita intorno a pianeti giganti induce a pensare che l attrazione gravitazionale sia il procedimento con maggior successo. I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 3

5 3. Indicare il motivo al quale viene fatta risalire la differenziazione tra pianeti rocciosi e pianeti gassosi. Il motivo principale fa riferimento a ciò che viene chiamata linea della neve. I grani maggiori di un millimetro, durante la fase di formazione planetaria, sono più veloci del gas, che quindi li frena costringendoli ad un orbita a spirale verso il centro del disco. I grani si riscaldano fino a un determinato punto in cui il ghiaccio che li riveste sublima. Questo punto è chiamato Linea della Neve e segna la separazione tra i pianeti rocciosi e quelli di materiale volatile allo stato solido. Intuitivamente, inoltre, più il corpo che si forma è più vicino alla stella e maggiore sarà il vento stellare o pre-stellare al quale è sottoposto, con la conseguenza che le sostanze più volatili vengono spazzate via più facilmente nei corpi più vicini alla stella. I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 4

6 4. Spiegare la differenza tra il metodo dell astrometria e il metodo delle velocità radiali nella scoperta degli esopianeti Le velocità radiali prendono a riferimento lo spostamento doppler delle righe di emissione e di assorbimento delle stelle in seguito a movimenti indotti dalla presenza di pianeti in orbita. Il metodo dell astrometria invece prende a riferimento lo spostamento visuale di una stella rispetto alle altre che prospetticamente le sono vicine. I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 5

7 5. Indicare la differenza esistente tra comete e asteroidi. Gli asteroidi sono corpi rocciosi in genere con massa tale da non donare una forma sferica. Possono essere pianeti mai formati a causa di forze gravitazionali contrapposte, come ad esempio quelle esercitate dal Sole e da Giove per gli asteroidi della Fascia Principale. Le comete sono corpi formatisi lontano dalla stella madre e quindi sono composti prevalentemente di ghiaccio. Durante i passaggi all interno dei sistemi planetari il ghiaccio sublima generando la coda. I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 6

8 6. Indicare il motivo per il quale il corpo celeste chiamato Plutone non è annoverabile tra i pianeti del Sistema Solare Un pianeta è tale se riesce a sgombrare la propria orbita da corpi di dimensioni paragonabili a sé stesso, cosa che Plutone non è riuscito a fare. Inoltre, le sue caratteristiche orbitali molto particolari rispetto a quelle degli altri pianeti, e la somiglianza invece con tantissimi altri corpi scoperti alle stesse distanze di Plutone, ha fatto propendere verso un declassamento di Plutone da pianeta a pianeta nano, ed ora a Plutoide. I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 7

9 7. Discutere brevemente le caratteristiche necessarie allo sviluppo della vita in termini di stabilità delle condizioni astronomiche In termini di stabilità, le condizioni necessarie sono una stabilità della stella-madre ed una stabilità orbitale e climatica del pianeta. La stella deve essere stabile in quanto a luminosità e quindi radiazione propagata verso il pianeta. Se una stella fosse estremamente variabile indurrebbe sbalzi di temperatura troppo forti sul pianeta. Per quanto riguarda l orbita planetaria, è preferibile che tutta l orbita sia compresa all interno della fascia di abitabilità anche se recenti studi dimostrano che lo sviluppo di forme di vita non evoluta come la nostra potrebbero essere possibili anche in caso di orbita parzialmente al di fuori della fascia. In tal caso occorrerebbero tuttavia organismi di tipo estremofilo. I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 8

10 8. Cosa è un meteoroide ed in cosa si differenzia da meteore e meteoriti? Un meteoroide è qualsiasi corpi di dimensioni medio-piccole in grado di entrare in collisione con la Terra o comunque con un corpo celeste planetario. Nel momento in cui questo corpo entra a contatto con l atmosfera planetaria, ne ionizza gli atomi generando, per ricombinazione, la luce che siamo soliti definire meteora. Se il meteoroide era di dimensioni modeste, brucia completamente come meteora. Se le dimensioni sono maggiori, invece, non brucia completamente e riesce ad arrivare al suolo dove viene ritrovato come meteorite. I SISTEMI PLANETARI 11/10/2012 9

11 9. Descrivere in poche parole la vita di una cometa periodica, dalla nascita alle possibili cause di morte. Per quanto riguarda la nascita di una cometa, si è detto che avviene a distanze tali dalla stella centrale da non venir intaccata da processi di impatti. La distanza fa sì che la temperatura sia molto fredda, quindi il corpo risulta prevalentemente ghiacciato. Durante la sua vita, una cometa periodica entra nel sistema planetario interno avvicinandosi alla stella. Le morti di una cometa possono essere rappresentate dall impatto con un pianeta del sistema (come la Shoemaker-Levy 9 con Giove) oppure da un volo troppo ravvicinato con la stella, che ne determina la distruzione. Una morte tranquilla è rappresentata dalla perdita di massa dovuta proprio all avvicinarsi alla stella: visto che il ghiaccio che sublima rappresenta la massa che compone una stella, ogni passaggio al perielio significa morire un po per la cometa. I SISTEMI PLANETARI 11/10/

12 10. In quali modi può essere possibile, oggi, risalire alla composizione primordiale del nostro Sistema Solare? Perché? I modi, per quanto visto finora, sono ricondotti allo studio dei sistemi planetari diversi dal nostro e in stadi di formazione oppure allo studio dei corpi che non sono stati contaminati da impatti. Asteroidi e comete, quindi, sono gli oggetti che generalmente hanno una composizione che risale a quella di formazione del Sistema Solare, quindi studiarne la composizione equivale a capire da cosa era formata la nebulosa che ha dato vita al Sole. I SISTEMI PLANETARI 11/10/

13 QUESTIONARIO BREVE 1. Il metodo dei transiti: o Consente di ottenere la distanza del pianeta in transito rispetto al Sole X Consente di ottenere dati circa l atmosfera del pianeta in transito o Ha consentito di fotografare esopianeti intorno alla stella Fomalhaut 2. La stabilità orbitale di un pianeta all interno della fascia di abitabilità: o E fondamentale per lo sviluppo di una forma di vita o Non ha importanza per lo sviluppo della vita X E importante ma non fondamentale per la nascita della vita 3. La coda delle comete è dovuta a: X Sublimazione o Ionizzazione o Allo stesso effetto per il quale vediamo le meteore 4. La fascia di abitabilità di una stella dipende da: o Massa dei pianeti in orbita X Colore della stella o Effetto serra dei pianeti in orbita 5. La linea della neve: o Indica il punto a partire dal quale le comete iniziano a mostrare la coda; o Indica il punto a partire dal quale non possono esistere giganti gassosi; X Indica il punto a partire dal quale si è assistito alla sublimazione del ghiaccio intorno ai granuli rocciosi in fase di formazione del sistema planetario. 6. Un nanopianeta è privo del requisito di: o Avere una forma sferica dovuta alla massa; o Orbitare intorno ad una stella; X Aver sgombrato la propria orbita da corpi assimilabili. 7. Phobos e Deimos sono: X Satelliti; o Asteroidi; o Nanopianeti. 8. Il metodo delle velocità radiali sfrutta: o I dati delle curve di luce; o I dati provenienti dalle immagini ottiche del cielo; X I dati dell effetto doppler. 9. Una meteora è: o Un corpo suscettibile di entrare nell atmosfera di un pianeta X Un effetto atmosferico o Un corpo di provenienza extraterrestre ritrovato sul suolo I SISTEMI PLANETARI 11/10/

14 10. I satelliti sono caratterizzati da: o Forma sferica; o Rotazione sincrona; X Non hanno una caratteristica unica. I SISTEMI PLANETARI 11/10/