I PIANETI Intorno al Sole orbitano nove pianeti e un numero imprecisato di asteroidi e comete. I pianeti sono, in ordine di distanza dal Sole: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone. I pianeti da Mercurio a Saturno sono visibili ad occhio nudo, e sono conosciuti fin dall'antichità, mentre gli altri sono stati scoperti negli ultimi tre secoli. Mercurio e Venere sono i cosiddetti pianeti interni, poiché la loro orbita è contenuta all'interno di quella della Terra. Il disegno evidenzia come dalla Terra questi pianeti non possono apparire discosti dal Sole più di un certo angolo, che è di circa 47 per Venere e circa 28 per Mercurio. Le posizioni reciproche della Terra e di un pianeta interno sono: Congiunzione superiore quando la Terra, il pianeta e il Sole sono allineati, con il pianeta alla massima distanza dalla Terra Congiunzione inferiore quando la Terra, il pianeta e il Sole sono allineati, con il pianeta alla minima distanza dalla Terra Elongazione occidentale Congiunzione superiore Sole Congiunzione inferiore Terra Quadratura quando il pianeta presenta la massima distanza apparente (angolare) dal Sole: si ha una elongazione est quando il pianeta appare tramontare dopo il Sole, e una elongazione ovest quando il pianeta appare sorgere prima del Sole. Elongazione orientale le posizioni relative della Terra e di un pianeta interno Mercurio Le posizioni relative di un pianeta interno e della Terra fanno sì che si verifichino delle fasi analoghe alle fasi lunari. In prossimità della congiunzione inferiore il pianeta si trova tra noi e il Sole, e quindi rivolge verso di noi il lato non illuminato: appare allora come una falce sottile. Alle massime elongazioni sarà illuminato per metà e sarà completamente illuminato in prossimità della congiunzione superiore. A causa delle variazioni nella distanza, tuttavia, la massima luminosità non corrisponde alla fase piena come nel caso della Luna. Mercurio è un pianeta di osservazione difficile, essendo visibile solo in prossimità dell'orizzonte, durante il crepuscolo, e per periodi limitati. E' grande una volta e mezzo la Luna, è privo di atmosfera e ha
una superficie che ricorda molto quella del nostro satellite. E' stato esplorato in parte dalla sonda Mariner 10. Orbita intorno al Sole in 88 giorni e compie una rotazione sul proprio asse in 59 giorni. Sulla sua superficie si raggiungono i 420 C durante il giorno e i -180 durante la notte. Al telescopio è possibile riconoscere la fase e poco altro. I grandi osservatori del passato potevano distinguere così poco sulla sua superficie che fino agli anni '60 si credeva che il periodo di rotazione del pianeta fosse uguale a quello di rivoluzione! Venere è l'astro più luminoso del cielo dopo il Sole e la Luna. E' visibile per lunghi periodi al tramonto o all'alba. E' talmente luminoso che in condizioni di ottima trasparenza atmosferica è individuabile ad occhio nudo anche di giorno. Il telescopio permette di seguirlo lungo quasi tutta l'orbita, osservando di notte quando il pianeta è lontano dal Sole e di giorno quando è più vicino (facendo naturalmente attenzione a non puntare il telescopio sul Sole: è consigliabile, cercando Venere di giorno, fare in modo che il telescopio sia all'ombra in modo da non poter puntare il Sole nemmeno per sbaglio. Guardare al telescopio il Sole senza un adeguato filtro solare provoca immediatamente una cecità irreversibile). Venere ha una spessa atmosfera di anidride carbonica e azoto, e nubi di acido solforico lo ricoprono interamente, rendendolo di colore Venere bianco-giallastro. La superficie è un deserto roccioso, inosservabile a causa delle nubi, a una temperatura pressoché uniforme di 480 C. Osservazioni radar hanno rivelato crateri meteorici e vulcani. Al telescopio si può facilmente osservare la fase, mentre la visione dei dettagli dell'atmosfera è difficile, e richiede un buon allenamento. E' interessante notare come, a causa dell'atmosfera di Venere, le fasi non seguano esattamente la geometria prevista. In prossimità della congiunzione inferiore la luce diffusa dall'atmosfera crea un anello luminoso intorno alla sagoma scura del pianeta. Quest'anno, l'8 giugno 2004, Venere passerà davanti al Sole, un fenomeno molto interessante da seguire al telescopio (sempre col filtro solare). Quadratura Da Marte in poi i pianeti sono detti esterni, e possono raggiungere la posizione di opposizione al Sole da cui sono osservabili in modo favorevole. Un pianeta esterno presenta solo fasi molto limitate, che sono evidenti solo per Marte che appare gibboso in prossimità della quadratura. e Congiunzione Sole Terra Quadratura Opposizione le posizioni relative della Terra e di un pianeta esterno Marte è un pianeta grande circa metà della Terra. Compie una rivoluzione intorno al Sole in poco meno di due anni terrestri, mentre il suo periodo di rotazione è di circa 24 ore e mezza. Il suo asse è inclinato di 25, questo provoca delle stagioni analoghe a quelle terrestri. Benché sia un enorme deserto sabbioso, sulla sua superficie le condizioni sono più simili a quelle terrestri che in qualsiasi altro posto nel Sistema Solare. La temperatura alla superficie è compresa in genere tra -80 C e -30 C, mentre l'atmosfera, composta di anidride carbonica e azoto, ha una pressione di circa 6/1000 di quella
terrestre. Al telescopio sono facilmente osservabili le calotte polari, composte di ghiaccio d'acqua e di anidride carbonica e variabili secondo le stagioni. E' possibile individuare anche alcuni dettagli superficiali, e le grandi tempeste di polvere che periodicamente si scatenano sul pianeta. In questo periodo Marte è sottoposto a una intensa esplorazione da parte delle sonde spaziali, con tre sonde attive in orbita e due sulla superficie, e altre sonde ancora in preparazione. Motivo di tanto interesse è la presenza di evidenti indizi dello scorrimento di acqua liquida sulla superficie del pianeta in passato: questo suggerisce che molto tempo fa le condizioni climatiche fossero diverse, magari tali da permettere lo della vita. Gli esperimenti delle sonde Viking, negli anni '70, non hanno permesso di trarre una conclusione definitiva: in Marte genere si pensa che Marte non ospiti, attualmente, forme di vita, ma che forse sia possibile trovare tracce fossili. I periodi più favorevoli per l'osservazione di Marte si verificano circa ogni 2 anni e 2 mesi; a causa dell'orbita fortemente ellittica di Marte, in alcune opposizioni (dette grandi opposizioni ) il pianeta si avvicina molto alla Terra, diventando un oggetto estremamente interessante anche con piccoli telescopi. Giove è il pianeta più grande del Sistema Solare: ha un diametro di 142800 km (11 volte la Terra) e una massa 318 volte quella terrestre. La sua massa è tanto grande da superare quella di tutti gli altri pianeti messi insieme. E' composto principalmente di idrogeno ed elio, con tracce di ammoniaca, fosforo, zolfo e idrocarburi. L'atmosfera di Giove mostra una grande varietà di fenomeni, più o meno facili da osservare al telescopio. Le caratteristiche più evidenti con un piccolo telescopio sono le due bande equatoriali scure sullo sfondo più chiaro del pianeta. In realtà sono osservabili varie bande, tutte orientate nel verso della rapida rotazione (meno di 10h), oltre a un gigantesco ciclone permanente, la macchia rossa, che Giove potrebbe contenere varie volte la Terra al suo interno. Anche con un binocolo sono osservabili i quattro satelliti Galileiani o Medicei: Io, Europa, Ganimede e Callisto. I satelliti ruotano piuttosto rapidamente intorno al pianeta, con periodi di pochi giorni, ed è interessante osservare i fenomeni che provocano con il pianeta. L'ombra proiettata dai satelliti su Giove è ben visibile con piccoli telescopi, ed è possibile anche osservare i transiti dei satelliti sul pianeta, le eclissi quando un satellite si immerge nell'ombra di Giove e le occultazioni, quando un satellite viene nascosto da Giove. In alcuni periodi, quando il piano equatoriale di Giove è allineato con il Sole e con la Terra, i satelliti mostrano i cosiddetti fenomeni mutui, occultandosi ed eclissandosi a vicenda. I satelliti di Giove sono interessanti: Io, grande quanto la nostra Luna, è caratterizzato da enormi vulcani in continua attività; le forze di marea di Giove, enormemente più forti di quelle che la Luna opera sulla Terra, provocano un riscaldamento del suo interno che sostiene questa attività. Anche Europa viene riscaldato dalle forze di marea di Giove, ma in modo minore, e possiede un oceano di acqua liquida sotto una Giove e i satelliti Galileiani al telescopio spessa crosta ghiacciata, il
i satelliti Galileiani di Giove: Io, Europa, Ganimede e Callisto che lo rende un ottimo candidato per la ricerca di forme di vita, con condizioni che per certi versi assomigliano a quelle degli oceani della Terra primordiale. Europa è appena più piccolo della Luna. Ganimede è il più grande satellite del Sistema Solare, con 5270km di diametro, e supera anche le dimensioni di Mercurio. Callisto, un po' più piccolo di Ganimede, è il più distante dei quattro satelliti maggiori. Giove possiede innumerevoli altri satelliti, molto più piccoli. Possiede anche un anello, che però è molto sottile e non è visibile al telescopio, ed è stato scoperto dalla sonda Voyager 1. Saturno è il secondo pianeta del Sistema Solare con 120000km di diametro; ha una densità molto bassa e una massa di 90 volte quella terrestre. La caratteristica più evidente è l'imponente e spettacolare sistema di anelli, visibile in qualsiasi telescopio. Gli anelli sono composti da piccoli frammenti di materiale ghiacciato che ruotano intorno al pianeta su orbite indipendenti; come i solchi di un Saturno disco, mostrano una struttura estremamente complicata ad un esame ravvicinato. Particolarmente evidente è la divisione di Cassini, visibile con un telescopio da 90mm, una zona pressoché priva di materiale che divide gli anelli in due parti: l'anello A all'esterno, che appare più scuro, e l'anello B all'interno, più luminoso soprattutto nella parte più vicina alla divisione. L'inclinazione del piano degli anelli di Saturno rispetto alla direzione della Terra varia con un periodo pari a quello di rivoluzione del pianeta (29 anni), per cui, ogni 14 anni, gli anelli appaiono scomparire essendo visti di taglio. Al pari di Giove, l'atmosfera di Saturno ha una struttura a bande, sebbene sia molto meno evidente, e un certo numero di satelliti visibili al telescopio, tra cui spicca Titano. Quest'ultimo, con 5100km di diametro, è il secondo satellite del sistema solare, ed è l'unico ad essere ricoperto da una spessa atmosfera di metano e azoto, che ne nasconde la superficie. Si attende l'arrivo della sonda Cassini-Huygens per effettuare un'esplorazione più approfondita di questo mondo che sembra preservare le condizioni chimiche della Terra primordiale. Ad una temperatura di -180 C Titano potrebbe possedere un ciclo del metano analogo al ciclo dell'acqua terrestre. Altri satelliti più o meno facilmente visibili in telescopi amatoriali sono, in ordine di distanza dal pianet, Mima, Encelado, Teti, Dione, Rea e, all'esterno dell'orbita di Titano, Iperione e Giapeto. Tutti sono più piccoli della Luna. Anche Saturno ha un gran numero di piccoli satelliti, scoperti grazie alle sonde Voyager 1 e 2 e alle osservazioni con i grandi telescopi. L'aspetto degli anelli è fortemente influenzato dalle interazioni gravitazionali delle particelle che li compongono con i satelliti. Per esempio, la divisione di Cassini corrisponde a quelle orbite il cui periodo corrisponde a 1/2 di quello di Mima; questa risonanza
orbitale ha l'effetto di spostare in altre orbite le particelle che vi si trovano, creando appunto una zona priva di materiale. Urano Urano è stato scoperto nel 1781 da William Herschel, con un telescopio da 15cm. In realtà è appena visibile ad occhio nudo (sapendo dove guardare). E' un gigante gassoso di 15 masse terrestri, con un diametro di circa 50000km, che compie un'orbita intorno al Sole in 84 anni. Al telescopio appare come un debole dischetto verdastro di circa 4 di diametro, senza dettagli visibili. E' possibile osservare i due satelliti più grandi (Titania e Oberon) con un telescopio da 25cm. Gli altri satelliti sono Miranda, Ariel, Umbriel e un gran numero di piccoli satelliti. Urano ha un sistema di anelli, che però sono molto più deboli e sottili di quelli di Saturno, e inosservabili da Terra. Una particolarità di Urano è l'inclinazione di 98 del suo asse di rotazione, per cui ogni 42 anni un polo del pianeta si trova rivolto praticamente verso il Sole. Il sistema di Urano, come quello di Nettuno, è stato esplorato dalla sonda Voyager 2. Nettuno è quasi un gemello di Urano, ma si trova ancora più lontano dal Sole, percorrendo un'orbita in 165 anni. Venne scoperto nel 1845, ma la sua esistenza e la sua posizione erano state predette poco tempo prima in base all'analisi delle perturbazioni indotte dalla sua massa sul movimento di Urano. Ha un satellite, Tritone, grande 3/4 della Luna, e numerosi altri satelliti molto più piccoli. Tritone segue un'orbita retrograda, cioé guardandolo da nord appare girare in senso orario intorno a Nettuno, contrariamente a tutti i pianeti che girano in senso antiorario (diretto) intorno al Sole, e a tutti gli altri satelliti maggiori. Anche Nettuno ha un sistema di anelli sottili, che presentano la curiosa caratteristica di alternare segmenti più densi a zone quasi prive di materiale. Nettuno Plutone fu scoperto nel 1930 da Clyde Tombaugh. E' un corpo a parte, grande meno della Luna con 2200km di diametro. Alla distanza di 39 volte quella della Terra dal Sole, richiede grandi telescopi per essere visto, e non mostra alcun dettaglio, se non osservandolo con il telescopio spaziale Hubble. La sua orbita, percorsa in 249 anni, è molto eccentrica e lo porta periodicamente all'interno dell'orbita di Nettuno. Ha un satellite di 1100km, Caronte, con cui forma un vero e proprio sistema doppio. Una particolarità di questo sistema è che Caronte rivolge sempre la stessa faccia verso Plutone (come la Luna con la Terra e la maggior parte dei satelliti di tutti gli altri pianeti), ma anche Plutone rivolge sempre la stessa faccia verso Caronte. Oggi alcuni considerano Plutone, date le sue ridotte dimensioni e la sua posizione, come il più grosso degli asteroidi della Fascia di Edgeworth-Kuiper, la fascia asteroidale che si estende oltre Nettuno, invece che un pianeta. Altri invece, in omaggio alla tradizione, continuano a considerarlo un pianeta. Certamente è un oggetto importante e che dovrà essere studiato a fondo nel nostro Sistema Plutone e il suo satellite Caronte Solare.