TOTAL ASTRONOMY
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Salve a tutti voi che siete curiosi e appassionati dello spazio e della fisica. Questo sito aiuta tutti noi a far capire non solo il mondo che ci circonda oltre la nostra atmosfera, ma anche la sua infinita bellezza e misteriosità.
Qui su Total Astronomy andremo ad analizzare, in modo sia generale che specifico, i misteri che si celano nello spazio, lo stesso spazio che ha donato la vita, ma che può così facilmente anche distruggerla.
Spero che il viaggio che inizieremo vi piaccia e che insieme andremo alla scoperta di oggetti e fenomeni sempre più affascinanti.
Buona lettura.
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Twitter: Marco Bevilacqua (MarcoBe33859967), Direttore del Sito.
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Il sistema solare-capitolo1
Come ben sappiamo, il Sole è la stella che illumina i pianeti che girano intorno ad esso. L'insieme dei pianeti, dei corpi celesti che gravitano intorno al sole, compongono il famosissimo Sistema Solare.
Andiamo a vedere innanzitutto il nucleo gravitazionale, per l'appunto il Sole.
Il Sole è una stella gialla di medie dimensioni costituita principalmente da idrogeno (H) al 74% della sua massa, vale a dire più del 90% del suo volume, ed elio circa 20-25% della massa, quindi verso l'8% del suo volume, alla sua restante composizione si aggiungono elementi come ozoto, anidride carbonica ed altri gas naturali.
Il Sole possiede una struttura interna ben definita, il quale non è osservabile direttamente per via delle radiazioni elettromagnetiche degli strati interni della stella. Quindi per definire la struttura interna del sole si è usata l'eliosismologia, che sarebbe lo studio di come le onde di pressione si propagano sul sole. L'analisi eliosismologica è spesso associata a simulazioni computerizzate che consentono agli astrofisici di determinare con un'ottima approssimazione la struttura interna della nostra stella.
Il Nucleo è la parte più interna del sole, quindi presenta la temperatura più calda, con 15 milioni di kelvin, quasi 150 milioni di gradi Celsius. Al suo interno si svolgono migliaia reazioni nucleari al secondo, responsabili della produzione di energia del Sole.
La Zona Radiativa nel sole si estende da circa 30% al 70% del raggio, vale a dire dal nucleo solare fino al suo confine. Nella zona radiativa, l'energia prodotta dal nucleo è trasportata da fotoni ed elettroni che percorrono il plasma che impiegano centinaia e migliaia di anni per attraversare la zona. Solo i neutrini, che interagiscono poco con la materia attraversano la zona alla velocità della luce, cioè 299792,458 km/s. Parlando, quindi, di fotoni, l'energia è trasportata per irraggiamento. La temperatura della zona radiativa varia da circa 6.500.000 K in prossimità del nucleo, fino a circa 3.000.000 gradi Celsius all'interfaccia con la zona convettiva.
La zona Tacoclina è la zona di transizione tra la zona radiativa e la zona convettiva. La tacoclina segna il passaggio tra la zona più interna a quella più esterna. Studi recenti affermano che la tacoclina abbia un raggio circa 0,70 volte quella del Sole, si ritiene pertanto che tali dimensioni siano una delle cause dei campi magnetici che cartterizzano la stella.
La zona Convettiva è lo strato del Sole in cui l'energia termica, attraverso i moti convettivi, viene portata negli strati più esterni del corpo celeste, ovvero in superficie. I moti convettivi consistono in movimenti del plasma all'interno della stella, che di solito formano correnti circolari di convenzione che riscalda il plasma in discesa, il quale, dopo essere risalito, cede energia all'esterno, cedendo energia si raffredda, raffreddandosi diventa più pesante, riprecipitando quindi verso l'interno. Una volta che il gas incandescente è giunto alla fotosfera, emette fotoni nello spazio.
La Fotosfera è lo strato superficiale del Sole, al di sotto del quale la stella diventa opaca alla luce visibile. Da qui l'energia composta da fotoni ed elettroni è libera di propagarsi nello spazio. La fotosfera è anche sede di fenomeni come le macchie solari, zone del sole a temperature più basse che provocano reazioni magnetiche che possono manifestarsi anche in modo molto ma molto leggero anche sulla Terra.
La Cromosfera è un sottile strato dell'atmosfera del Sole , subito sopra la fotosfera, spesso circa 2000 km con temperatura media di 10.000 K.
La Corona Solare è la parte più esterna dell'atmosfera del Sole. Formata da gas, soprattutto idrogeno e vapori provenienti dagli strati sottostanti dell'atmosfera solare , si estende per milioni di chilometri ed è visibile, assieme alla cromosfera, durante le eclissi solari totali, o con l'ausilio di un apposito strumento, il coronografo.
il sistema solare-capitolo2
CAPITOLO2- MERCURIO
Mercurio è il pianeta più vicino al Sole. E' il più piccolo e la sua orbita è anche la più eccentrica, cioè la meno circolare, degli otto pianeti. Mercurio orbita in senso antiorario , come tutti gli altri pianeti del Sistema Solare, a una distanza media di 0,3872 au (unità astronomiche)
dal Sole con un periodo siderale di 87,9690 giorni terrestri. Mercurio è anche in risonanza orbitale-rotazionale, cioè che completa tre rotazioni intorno al proprio asse ogni due orbite intorno al Sole.
L' eccentricità orbitale è abbastanza elevata e 0,205 , ben 14,7 volte quella della Terra. Dalla superficie il Sole ha un diametro apparente medio di 1,4°, circa 3 volte quello visibile dalla Terra, e arriva a 1,8° durante il passaggio al perielio. Il rapporto fra la radiazione solare al perielio e quella all'afelio è di 2,3. Mercurio, sulla sua superficie, sperimenta la maggior escursione termica tra tutti i pianeti, con temperature che nelle regioni equatoriali vanno da -173°C della notte a 427°C del dì. Le regioni polari sono invece costantemente inferiori a -93°C.
Conosciuto sin dai Sumeri, il suo nome è stato tratto nella mitologia romana. Il pianeta è associato a Mercurio, messaggero degli Dei.
Mercurio è il pianeta più vicino al Sole. E' il più piccolo e la sua orbita è anche la più eccentrica, cioè la meno circolare, degli otto pianeti. Mercurio orbita in senso antiorario , come tutti gli altri pianeti del Sistema Solare, a una distanza media di 0,3872 au (unità astronomiche)
dal Sole con un periodo siderale di 87,9690 giorni terrestri. Mercurio è anche in risonanza orbitale-rotazionale, cioè che completa tre rotazioni intorno al proprio asse ogni due orbite intorno al Sole.
L' eccentricità orbitale è abbastanza elevata e 0,205 , ben 14,7 volte quella della Terra. Dalla superficie il Sole ha un diametro apparente medio di 1,4°, circa 3 volte quello visibile dalla Terra, e arriva a 1,8° durante il passaggio al perielio. Il rapporto fra la radiazione solare al perielio e quella all'afelio è di 2,3. Mercurio, sulla sua superficie, sperimenta la maggior escursione termica tra tutti i pianeti, con temperature che nelle regioni equatoriali vanno da -173°C della notte a 427°C del dì. Le regioni polari sono invece costantemente inferiori a -93°C.
Conosciuto sin dai Sumeri, il suo nome è stato tratto nella mitologia romana. Il pianeta è associato a Mercurio, messaggero degli Dei.
il sistema solare-capitolo3
CAPITOLO3- VENERE
In ordine di distanza dal Sole, Venere è il secondo pianeta del Sistema Solare con un'orbita quasi circolare che la porta a compiere una rivoluzione in 225 giorni terrestri. Possiede una magnitudine massima di -4,6 , è l'oggetto naturale più luminoso durante la notte dopo la Luna, per questo motivo è conosciuto sin dall'antichità. Venere è visibile soltanto poco dopo il tramonto e poco prima dell'alba. La scoperta che si tratta dello stesso oggetto sarebbe stata introdotta a occidente da Pitagora, ma sarebbe dovuta anche agli astronomi della Mesopotamia.
Venere è stato classificato come un pianeta terrestre, a volte è anche definito come il Pianeta "gemello"della Terra, il quale è molto simile per dimensioni e massa. Tuttavia è molto differente per altri aspetti dal nostro pianeta. L'atmosfera di Venere è costituita principalmente da anidride carbonica ed è molto più densa dell'atmosfera terrestre, con una pressione al livello del suolo pari a 92 atm (atmosfera standard). La densità e la composizione dell'atmosfera creano un'impressionante effetto serra, che rende Venere il pianeta più caldo del sistema solare.
Venere è avvolto da uno spesso strato di nubi altamente riflettenti alla luce, composte principalmente da acido solforico (H2SO4) che impediscono la visione nello spettro visibile della superficie dallo spazio. Il pianeta non è dotato di satelliti o anelli e ha un campo magnetico leggermente più debole di quello terrestre.
In ordine di distanza dal Sole, Venere è il secondo pianeta del Sistema Solare con un'orbita quasi circolare che la porta a compiere una rivoluzione in 225 giorni terrestri. Possiede una magnitudine massima di -4,6 , è l'oggetto naturale più luminoso durante la notte dopo la Luna, per questo motivo è conosciuto sin dall'antichità. Venere è visibile soltanto poco dopo il tramonto e poco prima dell'alba. La scoperta che si tratta dello stesso oggetto sarebbe stata introdotta a occidente da Pitagora, ma sarebbe dovuta anche agli astronomi della Mesopotamia.
Venere è stato classificato come un pianeta terrestre, a volte è anche definito come il Pianeta "gemello"della Terra, il quale è molto simile per dimensioni e massa. Tuttavia è molto differente per altri aspetti dal nostro pianeta. L'atmosfera di Venere è costituita principalmente da anidride carbonica ed è molto più densa dell'atmosfera terrestre, con una pressione al livello del suolo pari a 92 atm (atmosfera standard). La densità e la composizione dell'atmosfera creano un'impressionante effetto serra, che rende Venere il pianeta più caldo del sistema solare.
Venere è avvolto da uno spesso strato di nubi altamente riflettenti alla luce, composte principalmente da acido solforico (H2SO4) che impediscono la visione nello spettro visibile della superficie dallo spazio. Il pianeta non è dotato di satelliti o anelli e ha un campo magnetico leggermente più debole di quello terrestre.
il sistema solare-capitolo4
CAPITOLO4- LA TERRA
In ordine di distanza dal Sole la Terra è il terzo pianeta del Sistema solare ed è anche il più grande dei pianeti terrestri, sia per massa che per diametro. La sua superficie è composta al 75% di acqua in tutti e tre gli stati (solido, liquido e gassoso), possiede per tanto un'atmosfera composta in prevalenza da azoto e ossigeno che , insieme all'ozono e al campo magnetico che avvolge il pianeta, protegge la terra dai raggi cosmici e dalle radiazioni solari.
La sua formazione avvenne circa 4,5 miliardi di anni fa. La Terra possiede un satellite naturale chiamato Luna. L'asse di rotazione terrestre è inclinato rispetto alla perpendicolare al piano dell'eclittica: questa inclinazione combinata con la rivoluzione della Terra intorno al Sole causa il variarsi delle stagioni.
La superficie esterna è suddivisa in diversi segmenti rigidi detti placche tettoniche che si spostano sotto e sopra la superficie in periodi di diversi milioni di anni. La parte interna, attiva dal punto di vista geologico, è composta da uno strato spesso, chiamato mantello, e da un nucleo diviso a sua volta in nucleo esterno, dove si genera il campo magnetico, e un nucleo interno, composto principalmente da ferro e nichel(Ni). Tutto quello che riguarda la composizione della parte interna della Terra resta pur sempre una teoria indiretta, ovverosia la mancanza di verifica e osservazione diretta.
Importanti sono le influenze esercitate sulla Terra dallo spazio esterno. Infatti la Luna è responsabile del fenomeno delle maree, stabilizza lo spostamento dell'asse terrestre e negli anni ha modificato la lunghezza del periodo di rotazione del pianeta rallentandolo.
Un bombardamento di comete durante le fasi primordiali ha giocato un ruolo fondamentale nella formazione degli oceani e in periodi successivi alcuni impatti di asteroidi hanno provocato significativi cambiamenti delle caratteristiche della superficie e ne hanno alterato la vita presente.
La forma della Terra è simile ad uno sferoide oblato. Più precisamente si dice che sia un geoide, che per definizione ha la forma della Terra. Un geoide è molto simile ad un ellissoide generato dalla rotazione di un'ellisse, detto ellissoide di riferimento, attorno al proprio asse minore rispetto al quale il geoide ha uno scostamento massimo di 100 m.
La rotazione della Terra è causa del rigonfiamento equatoriale che comporta un diametro equatoriale di 43 km maggiore di quello polare. Se si paragonasse la Terra a un perfetto ellissoide essa avrebbe una tolleranza di circa una parte su 585, cioè dello 0,17% che è minore dello 0,22% di tolleranza ammesso nelle palle da biliardo.
In ordine di distanza dal Sole la Terra è il terzo pianeta del Sistema solare ed è anche il più grande dei pianeti terrestri, sia per massa che per diametro. La sua superficie è composta al 75% di acqua in tutti e tre gli stati (solido, liquido e gassoso), possiede per tanto un'atmosfera composta in prevalenza da azoto e ossigeno che , insieme all'ozono e al campo magnetico che avvolge il pianeta, protegge la terra dai raggi cosmici e dalle radiazioni solari.
La sua formazione avvenne circa 4,5 miliardi di anni fa. La Terra possiede un satellite naturale chiamato Luna. L'asse di rotazione terrestre è inclinato rispetto alla perpendicolare al piano dell'eclittica: questa inclinazione combinata con la rivoluzione della Terra intorno al Sole causa il variarsi delle stagioni.
La superficie esterna è suddivisa in diversi segmenti rigidi detti placche tettoniche che si spostano sotto e sopra la superficie in periodi di diversi milioni di anni. La parte interna, attiva dal punto di vista geologico, è composta da uno strato spesso, chiamato mantello, e da un nucleo diviso a sua volta in nucleo esterno, dove si genera il campo magnetico, e un nucleo interno, composto principalmente da ferro e nichel(Ni). Tutto quello che riguarda la composizione della parte interna della Terra resta pur sempre una teoria indiretta, ovverosia la mancanza di verifica e osservazione diretta.
Importanti sono le influenze esercitate sulla Terra dallo spazio esterno. Infatti la Luna è responsabile del fenomeno delle maree, stabilizza lo spostamento dell'asse terrestre e negli anni ha modificato la lunghezza del periodo di rotazione del pianeta rallentandolo.
Un bombardamento di comete durante le fasi primordiali ha giocato un ruolo fondamentale nella formazione degli oceani e in periodi successivi alcuni impatti di asteroidi hanno provocato significativi cambiamenti delle caratteristiche della superficie e ne hanno alterato la vita presente.
La forma della Terra è simile ad uno sferoide oblato. Più precisamente si dice che sia un geoide, che per definizione ha la forma della Terra. Un geoide è molto simile ad un ellissoide generato dalla rotazione di un'ellisse, detto ellissoide di riferimento, attorno al proprio asse minore rispetto al quale il geoide ha uno scostamento massimo di 100 m.
La rotazione della Terra è causa del rigonfiamento equatoriale che comporta un diametro equatoriale di 43 km maggiore di quello polare. Se si paragonasse la Terra a un perfetto ellissoide essa avrebbe una tolleranza di circa una parte su 585, cioè dello 0,17% che è minore dello 0,22% di tolleranza ammesso nelle palle da biliardo.
il sistema solare-capitolo5
CAPITOLO5- MARTE
In ordine di distanza dal sole, Marte è il quarto pianeta del sistema solare, è visibile ad occhio nudo ed è l'ultimo dei Pianeti di tipo terrestre elencati nei capitoli precedenti. Chiamato pianeta rosso per via del suo colore causato dalla grande quantità di ossido di ferro che lo ricopre.
Pur presentando temperature medie superficiali piuttosto basse, tra i -120 e i -14 °C , è il pianeta più simile alla Terra del nostro Sistema solare.
Marte ha un raggio equatoriale di 3397 km, poco più della metà di quello terrestre, e la durata del giorno di (24 ore e 37 minuti) è circa uguale a quello della Terra.
Come sul nostro pianeta (a causa dell'inclinazione dell'asse di rotazione), su Marte esistono le stagioni; ma dato che esso impiega 687 giorni terrestri a compiere un giro intorno al Sole, tali stagioni durano quasi il doppio delle nostre.
Ai poli sono visibili due calotte di ghiaccio; ma, a differenza di quelle terrestri, esse si allargano e si ristringono visibilmente durante l'anno. Marte possiede infatti un'atmosfera molto rarefatta, limitatamente in grado di trattenere calore, per cui l'escursione termica annuale è più accentuata che sulla Terra.
La superficie del pianeta è stata modellata da numerosi processi: bombardamento meteoritico, attività vulcanica ( su Marte si trova il più grande vulcano del Sistema solare, il Monte Olimpo, Alto 25 km e con una base di 700 km), movimenti della crosta, erosione (da parte dell'acqua, un tempo presente, del vento e del ghiaccio) e deposizione dei materiali erosi. Infine sul pianeta sono stati inviati veicoli-robot in grado di muoversi sulla superficie e di effettuare numerosi tipi di analisi, tra l'altro alla ricerca di tracce di qualche forma di vita, fossile o attuale.
In ordine di distanza dal sole, Marte è il quarto pianeta del sistema solare, è visibile ad occhio nudo ed è l'ultimo dei Pianeti di tipo terrestre elencati nei capitoli precedenti. Chiamato pianeta rosso per via del suo colore causato dalla grande quantità di ossido di ferro che lo ricopre.
Pur presentando temperature medie superficiali piuttosto basse, tra i -120 e i -14 °C , è il pianeta più simile alla Terra del nostro Sistema solare.
Marte ha un raggio equatoriale di 3397 km, poco più della metà di quello terrestre, e la durata del giorno di (24 ore e 37 minuti) è circa uguale a quello della Terra.
Come sul nostro pianeta (a causa dell'inclinazione dell'asse di rotazione), su Marte esistono le stagioni; ma dato che esso impiega 687 giorni terrestri a compiere un giro intorno al Sole, tali stagioni durano quasi il doppio delle nostre.
Ai poli sono visibili due calotte di ghiaccio; ma, a differenza di quelle terrestri, esse si allargano e si ristringono visibilmente durante l'anno. Marte possiede infatti un'atmosfera molto rarefatta, limitatamente in grado di trattenere calore, per cui l'escursione termica annuale è più accentuata che sulla Terra.
La superficie del pianeta è stata modellata da numerosi processi: bombardamento meteoritico, attività vulcanica ( su Marte si trova il più grande vulcano del Sistema solare, il Monte Olimpo, Alto 25 km e con una base di 700 km), movimenti della crosta, erosione (da parte dell'acqua, un tempo presente, del vento e del ghiaccio) e deposizione dei materiali erosi. Infine sul pianeta sono stati inviati veicoli-robot in grado di muoversi sulla superficie e di effettuare numerosi tipi di analisi, tra l'altro alla ricerca di tracce di qualche forma di vita, fossile o attuale.
il sistemasolare-capitolo6
CAPITOLO6- GIOVE
In ordine di distanza dal sole, Giove è il quinto pianeta del Sistema solare.
Giove ha un raggio equatoriale di 71 492 km (circa 11 volte quello terrestre) e la sua massa è ben 320 volte quella del nostro pianeta. Compie una rivoluzione intorno al Sole in poco meno di 12 anni terrestri e ruota su se stesso molto rapidamente: 10 ore scarse.
La sua composizione media (85% idrogeno e 15% elio) è simile a quella del Sole: con una massa solo 10 volte maggiore, nel suo nucleo la temperatura avrebbe fatto innescare una reazione termonucleare, trasformandolo in una piccola stella!
Per la grande distanza dal Sole, la temperatura media della superficie visibile è di -153°C.
L'atmosfera di Giove è ricca di nubi che, per l'alta velocità di rotazione del pianeta, prendono forma di bande poste lungo l'equatore.
La superficie di Giove è un oceano di idrogeno liquido. A profondità elevate (circa 60 000 km) c'è probabilmente un nucleo di rocce e metalli pesanti.
Attorno a Giove ruotano oltre 30 satelliti: i 4 più grandi (io, Europa, Ganimede, Callisto) furono osservati da Galileo nel 1610 e sono dunque detti satelliti galileiani. Tra questi, Io (il più vicino a Giove) è sede dell'attività vulcanica più intensa di tutto il Sistema solare. Europa, il secondo, possiede un nucleo metallico avvolto da un mantello roccioso, ricoperto da un profondo oceano di acqua, con una sottile crosta ghiacciata: le condizioni ambientali sul fondo di quell'oceano (simile a quello degli oceani terrestri) hanno suggerito che Europa sia un buon candidato per aver ospitato o per ospitare qualche forma di vita.
In ordine di distanza dal sole, Giove è il quinto pianeta del Sistema solare.
Giove ha un raggio equatoriale di 71 492 km (circa 11 volte quello terrestre) e la sua massa è ben 320 volte quella del nostro pianeta. Compie una rivoluzione intorno al Sole in poco meno di 12 anni terrestri e ruota su se stesso molto rapidamente: 10 ore scarse.
La sua composizione media (85% idrogeno e 15% elio) è simile a quella del Sole: con una massa solo 10 volte maggiore, nel suo nucleo la temperatura avrebbe fatto innescare una reazione termonucleare, trasformandolo in una piccola stella!
Per la grande distanza dal Sole, la temperatura media della superficie visibile è di -153°C.
L'atmosfera di Giove è ricca di nubi che, per l'alta velocità di rotazione del pianeta, prendono forma di bande poste lungo l'equatore.
La superficie di Giove è un oceano di idrogeno liquido. A profondità elevate (circa 60 000 km) c'è probabilmente un nucleo di rocce e metalli pesanti.
Attorno a Giove ruotano oltre 30 satelliti: i 4 più grandi (io, Europa, Ganimede, Callisto) furono osservati da Galileo nel 1610 e sono dunque detti satelliti galileiani. Tra questi, Io (il più vicino a Giove) è sede dell'attività vulcanica più intensa di tutto il Sistema solare. Europa, il secondo, possiede un nucleo metallico avvolto da un mantello roccioso, ricoperto da un profondo oceano di acqua, con una sottile crosta ghiacciata: le condizioni ambientali sul fondo di quell'oceano (simile a quello degli oceani terrestri) hanno suggerito che Europa sia un buon candidato per aver ospitato o per ospitare qualche forma di vita.
il sistema solare-capitolo7
CAPITOLO7- SATURNO
In ordine di distanza dal Sole, Saturno è il sesto pianeta del Sistema solare.
Saturno possiede un raggio equatoriale di 60 268 km e compie una rotazione in poco più di 10 ore. Il suo periodo di rivoluzione intorno al Sole è di circa 30 anni terrestri.
Come Giove è formato da un involucro di gas (con temperature medie in superficie di -185°C) che avvolge un nucleo di idrogeno liquido e sulla sua superficie mostra nubi disposte a bande.
Presenta un sistema di anelli la cui larghezza supera i 200 000 km. Questi anelli sono formati di miriadi di frammenti di ghiaccio e polvere con dimensioni variabili dal millimetro cubo al metro cubo, ognuna in rotazione attorno al pianeta su una propria orbita. Saturno ha inoltre almeno 45 satelliti. Tra questi, Titano (raggiunto dal modulo Huygens della sonda Cassini) mostra in superficie grandi fiumi e pianure fangose, ma, invece di acqua, quello che scorre è metano liquido, a -178°C. Inoltre possiede una vera atmosfera, la cui composizione è ritenuta simile a a quella dell'atmosfera primitiva della Terra (con azoto e vari composti organici).
Con le sue 82 lune conosciute, Saturno detiene il primato per il maggior numero di satelliti del Sistema solare.
In ordine di distanza dal Sole, Saturno è il sesto pianeta del Sistema solare.
Saturno possiede un raggio equatoriale di 60 268 km e compie una rotazione in poco più di 10 ore. Il suo periodo di rivoluzione intorno al Sole è di circa 30 anni terrestri.
Come Giove è formato da un involucro di gas (con temperature medie in superficie di -185°C) che avvolge un nucleo di idrogeno liquido e sulla sua superficie mostra nubi disposte a bande.
Presenta un sistema di anelli la cui larghezza supera i 200 000 km. Questi anelli sono formati di miriadi di frammenti di ghiaccio e polvere con dimensioni variabili dal millimetro cubo al metro cubo, ognuna in rotazione attorno al pianeta su una propria orbita. Saturno ha inoltre almeno 45 satelliti. Tra questi, Titano (raggiunto dal modulo Huygens della sonda Cassini) mostra in superficie grandi fiumi e pianure fangose, ma, invece di acqua, quello che scorre è metano liquido, a -178°C. Inoltre possiede una vera atmosfera, la cui composizione è ritenuta simile a a quella dell'atmosfera primitiva della Terra (con azoto e vari composti organici).
Con le sue 82 lune conosciute, Saturno detiene il primato per il maggior numero di satelliti del Sistema solare.
il sistema solare-capitolo8
CAPITOLO8- URANO
In ordine di distanza dal sole Sole, Urano è il settimo pianeta del Sistema solare, il terzo per diametro e il quarto per massa.
Il suo simbolo astronomico Unicode è U+26E2.
Anche Urano, come Saturno, ha anelli di polveri e ghiaccio che lo circondano. Poiché ha l'asse di rotazione parallelo al piano dell'orbita, Urano volge al Sole alternativamente un polo e poi l'altro.
Impiega circa 84 anni terrestri a compiere un giro intorno al Sole, per cui nelle zone polari il dì e la notte si alternano ogni 42 anni.
Urano ha raggio equatoriale di 25 559 km.
Un'atmosfera di idrogeno, elio e metano avvolge il pianeta, che è freddissimo (temperature medie sempre inferiori ai -200°C). Sotto l'atmosfera si estende un oceano formato dalle stesse sostanze che costituiscono l'atmosfera.
Il pianeta manifesta fluttuazioni nella luminosità, ben documentate, determinate sia da cambiamenti fisici dell'atmosfera, sia da fattori geometrici e prospettici. La luminosità di Urano è influenzata dalla sua distanza dal Sole, dalla distanza dalla Terra e dalla particolare vista che offre al nostro pianeta: Urano appare leggermente più grande e più luminoso quando mostra le regioni polari alla Terra. Inoltre è stata individuata una correlazione tra l'attività solare e la luminosità del pianeta: durante i periodi di intensa attività solare, le fluttuazioni nella luminosità del pianeta sono più pronunciate.
In ordine di distanza dal sole Sole, Urano è il settimo pianeta del Sistema solare, il terzo per diametro e il quarto per massa.
Il suo simbolo astronomico Unicode è U+26E2.
Anche Urano, come Saturno, ha anelli di polveri e ghiaccio che lo circondano. Poiché ha l'asse di rotazione parallelo al piano dell'orbita, Urano volge al Sole alternativamente un polo e poi l'altro.
Impiega circa 84 anni terrestri a compiere un giro intorno al Sole, per cui nelle zone polari il dì e la notte si alternano ogni 42 anni.
Urano ha raggio equatoriale di 25 559 km.
Un'atmosfera di idrogeno, elio e metano avvolge il pianeta, che è freddissimo (temperature medie sempre inferiori ai -200°C). Sotto l'atmosfera si estende un oceano formato dalle stesse sostanze che costituiscono l'atmosfera.
Il pianeta manifesta fluttuazioni nella luminosità, ben documentate, determinate sia da cambiamenti fisici dell'atmosfera, sia da fattori geometrici e prospettici. La luminosità di Urano è influenzata dalla sua distanza dal Sole, dalla distanza dalla Terra e dalla particolare vista che offre al nostro pianeta: Urano appare leggermente più grande e più luminoso quando mostra le regioni polari alla Terra. Inoltre è stata individuata una correlazione tra l'attività solare e la luminosità del pianeta: durante i periodi di intensa attività solare, le fluttuazioni nella luminosità del pianeta sono più pronunciate.
il sistema solare-capitolo9
CAPITOLO9- NETTUNO
In ordine di distanza dal Sole, Nettuno è l'ottavo pianeta del Sistema Solare.
Il pianeta ruota su se stesso in circa 16 ore e impiega quasi 165 anni terrestri per completare un giro intorno al Sole. Il raggio equatoriale è di 24 766 km.
La temperatura in superficie è inferiore ai -200 °C.
E' costituito da un profondo oceano di metano liquido, che copre un nucleo roccioso, e da una densa atmosfera gassosa, formata da idrogeno e metano, e agitata dai venti che superano i 200 km/h di velocità.
Nettuno è invisibile ad occhio nudo dalla Terra; la sua magnitudine apparente, sempre compresa fra la 7,7 e la 8,0, necessita almeno di un binocolo per permettere l'individuazione del pianeta.
Fra il 2010 ed il 2011 Nettuno ha completato la sua prima orbita attorno al Sole dal 1846, quando venne scoperto da Johann Galle, ed è stato quindi osservabile in prossimità delle coordinate a cui è stato scoperto.
In ordine di distanza dal Sole, Nettuno è l'ottavo pianeta del Sistema Solare.
Il pianeta ruota su se stesso in circa 16 ore e impiega quasi 165 anni terrestri per completare un giro intorno al Sole. Il raggio equatoriale è di 24 766 km.
La temperatura in superficie è inferiore ai -200 °C.
E' costituito da un profondo oceano di metano liquido, che copre un nucleo roccioso, e da una densa atmosfera gassosa, formata da idrogeno e metano, e agitata dai venti che superano i 200 km/h di velocità.
Nettuno è invisibile ad occhio nudo dalla Terra; la sua magnitudine apparente, sempre compresa fra la 7,7 e la 8,0, necessita almeno di un binocolo per permettere l'individuazione del pianeta.
Fra il 2010 ed il 2011 Nettuno ha completato la sua prima orbita attorno al Sole dal 1846, quando venne scoperto da Johann Galle, ed è stato quindi osservabile in prossimità delle coordinate a cui è stato scoperto.
le leggi di keplero
Nei primi anni del XVII secolo l'astronomo tedesco Johannes Kepler (1571-1630, in italiano Keplero), partendo dalle osservazioni di altri astronomi che lo avevano preceduto, descrisse il moto dei pianeti, mediante tre leggi.
1. La prima legge di Keplero afferma che: i pianeti si muovono su orbite ellittiche aventi il Sole in uno dei fuochi [Figura 1].
Un pianeta si trova quindi a distanze diverse dal Sole durante il suo movimento, chiamato moto di rivoluzione. Il punto in cui la distanza dal Sole è minima è chiamato perielio; il punto in cui tale distanza è massima è chiamata afelio.
2. La seconda legge di Keplero dice che: il segmento che congiunge un pianeta con il Sole percorre aree uguali in tempi uguali [Figura 2].
Il segmento che congiunge il Sole con un pianeta è chiamato raggio vettore; via via che il pianeta si muove sull'orbita, il raggio vettore "spazza" nello stesso intervallo di tempo superfici che hanno la stessa area. Aree uguali corrispondono a tratti dell'orbita diversi: più corti quando il pianeta si trova in un punto dell'orbita lontano dal Sole e più lunghi quando il pianeta si trova in punto dell'orbita vicino al Sole. Perché questi tratti dell'orbita diversi siano percorsi nello stesso intervallo di tempo bisogna dunque che il pianeta si muova a una velocità minore quando è distante dal Sole e a una velocità maggiore quando si trova più vicino.
3. La terza legge di Keplero dice che: i quadrati dei tempi impiegati dai pianeti a compiere le loro orbite sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle orbite [Figura 3]
La legge mette cioè in relazione il tempo impiegato da un pianeta a percorrere l'orbita intorno al Sole con la sua distanza da esso. Maggiore è la distanza media di un pianeta dal Sole, più lungo sarà il suo periodo di rivoluzione e minore la sua velocità media.
la legge di gravitazione universale
Grazie agli studi compiuti da Galileo sull'inerzia, Newton capì che i pianeti sono trattenuti da una forza che bilancia la forza centrifuga dovuta al moto di rivoluzione. Il contributo più importante di Newton fu stabilire che questa forza attrattiva è la stessa responsabile della caduta degli oggetti sulla Terra, Egli descrisse le caratteristiche della forza attrattiva formulando la legge della gravitazione universale: due corpi si attirano in modo direttamente proporzionale alle loro masse (maggiore è la massa, maggiore è anche la forza di attrazione) e inversamente proporzionale alla loro distanza elevata al quadrato (maggiore è la distanza tra due corpi, molto minore è la forza di attrazione) [In figura].
Essa vale per qualsiasi coppia di corpi, dipendendo unicamente dalle loro masse e dalla loro distanza.
Applicata al Sistema solare, la legge diventa: un pianeta è attratto verso il sole con una forza direttamente proporzionale alla massa del Sole e alla massa del pianeta, e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che li separa. La stessa forza agisce sia sulla Terra, sia sul Sole, ma la grande differenza di massa fa sì che ne vediamo l'effetto solo sul corpo con massa minore, e possiamo assumere che il Sole sia fermo e la Terra gli giri intorno.
L'attrazione impedisce al pianeta di muoversi in linea retta e disperdersi nello spazio, e lo costringe in pratica a "curvare" la propria orbita verso il Sole, in un "gioco di equilibrio" tra l'attrazione gravitazionale e il moto di rivoluzione, il cui risultato è l'orbita ellittica. Se non esistesse la forza attrattiva i pianeti si muoverebbero in linea retta con velocità costante, allontanandosi dal Sole. Viceversa, se non fossero dotati di una velocità sufficiente per restare in orbita "cadrebbero" sulla stella.
Oltre che dal Sole, un pianeta è anche attratto dagli altri pianeti (debolmente perché questi sono di piccola massa) e dalle stelle circostanti (ancora più debolmente, perché esse sono lontanissime).
I corpi minori
1.Gli asteroidi sono corpi rocciosi delle dimensioni di alcune decine di kilometri (ma alcuni, anche un centinaio), costituiti dallo stesso materiale da cui si è formato il Sistema solare, da cui hanno conservato la composizione originaria. In gran parte si trovano tra le orbite di Marte e Giove, dove formano la fascia degli asteroidi [Figura 1]; un migliaio di essi ruota con stabilità nell'orbita di Giove.
Altri corpi di grandi dimensioni ruotano su orbite molto allungate, che giungono fino oltre quella di Nettuno. Questi corpi "trans-nettuniani", di forma quasi sferica, vengono classificati come pianeti nani: di essi fanno parte, tra altri, Plutone (prima considerato un Pianeta) ed Eris (scoperto nel 2015).
2. Meteore e meteoriti sono corpi rocciosi, in orbita intorno al Sole, troppo piccoli per essere chiamati asteroidi. Quando uno di questi oggetti incontra un'orbita planetaria, può essere attratto dal pianeta e precipitare su di esso. A seconda delle dimensioni possono verificarsi due casi:
- se il corpo è molto piccolo, l'attrito con l'atmosfera lo rende incandescente e lo fa evaporare dando origine ad una scia luminosa detta meteora o stella cadente.
- se il corpo è abbastanza grande, l'attrito non lo consuma completamente, arriva al suolo con un impatto violentissimo ed è detto in questo caso meteorite [Figura 2].
3. Le comete sono costituite da gas e vapori congelati (acqua, metano, ammoniaca, anidride carbonica), misti a frammenti di rocce e metalli. Si muovono lungo orbite allungate, molte delle quali arrivano ben oltre Nettuno. Se giungono in vicinanza del Sole divengono visibili, poiché le radiazioni fanno sublimare i gas congelati, che trascinano con se le polveri imprigionate nei ghiacci.
Quando si avvicinano al Sole, attorno al nucleo (che può avere il diametro di alcuni kilometri) si forma un alone luminoso: la chioma. Successivamente, in quasi tutte le comete si sviluppa la coda, un velo brillante che si allunga per milioni di kilometri in senso opposto alla direzione del Sole [Figura 3]. A ogni passaggio intorno al Sole, quindi, la cometa perde una parte della propria massa (con la rapidità anche di molte tonnellate al secondo) e col tempo diviene meno luminosa, fino ad estinguersi dopo un certo numero di passaggi.
la nube di oort e la fascia di kuiper
La Nube di Oort, come oggi viene chiamata, inizia all'esterno del sistema dei pianeti e si estende per oltre 100 000 U.A. (pari a 15 000 miliardi di km o 1,5 a.l.), circa un terzo della distanza del Sole dalle stelle più vicine. E' questa l'immagine completa del Sistema solare. Esistono però altre comete, chiamate comete a breve periodo, che impiegano meno di 200 anni a percorrere la loro orbita. Queste comete provengono invece dalla parte più interna della nube, che è nota come Fascia di Kuiper (dal nome dell'astronomo che ne ipotizzò la presenza). E' una sorta di ciambella schiacciata, "disegnata" da almeno un miliardo di corpi che orbitano ben al di là dei pianeti, fino a 150 miliardi di km, dalla quale si sarebbero separati i pianeti nani.
le galassie-CAPITOLO1
Tutte le stelle e le nebulose visibili dalla Terra senza grandi telescopi fanno parte di un grande insieme di corpi celesti, tra i quali il Sole e il suo corteo di pianeti, circondato da vaste distese di spazio vuoto. A questo insieme di corpi celesti in cui viviamo è stato dato il nome proprio di Galassia e comprende la Via Lattea, una fascia di aspetto luminoso e impalpabile, visibile nelle notti serene, che è formata, come dimostrò Galileo, da innumerevoli stelle.
Se però osserviamo il cielo con un potente telescopio scopriamo che lo spazio apparentemente vuoto intorno alla Galassia è in realtà disseminato in ogni direzione da numerosissime macchie bianche, di varie forme e dimensioni, ognuna delle quali è un aggregato di tantissime stelle, che gli astronomi indicano genericamente come Galassie, ma ognuna con un nome proprio: Andromeda, Grande Nube di Magellano, Vortice, oppure con specifiche sigle che fanno riferimento a un catalogo generale delle galassie.
La nostra Galassia ha la forma di un disco con un nucleo allungato, da cui partono i lunghi bracci a spirale. Il suo diametro misura circa 100.000 a.l. circa e comprende oltre 100 miliardi di stelle. Tutte le stelle dei bracci ruotano intorno al centro della Galassia. Anche il Sole (con tutto il Sistema solare) compie questo movimento e impiega 225 milioni di anni a fare un giro completo ( a velocità di 273 km/s)
Una Galassia comprende anche diversi ammassi stellari, cioè gruppi di stelle (da centinaia a molte migliaia), relativamente vicine tra loro, che si muovono tutte insieme. Gran parte degli ammassi si trova al di fuori del disco centrale e forma una specie di nuvola sferica, chiamata alone galattico.
Al di fuori della nostra sono stati scoperti miliardi di galassie, distanti tra loro milioni di anni luce. Ciascuna di esse è formata da centinaia di miliardi di stelle. Le galassie differiscono per la forma e per le dimensioni. In base alla forma, che dipende dai movimenti interni della Galassia, se ne distinguono quattro tipi:
-galassie a spirale [Figura 1];
-galassie a spirale barrata, come quella in cui ci troviamo [Figura 2];
-galassie ellittiche [Figura 3];
-galassie irregolari;
L'osservazione sistematica ha mostrato che le galassie tendono a riunirsi in ammassi di galassie.
Nel raggio di 3 milioni di anni luce dalla Terra si trovano una ventina di galassie, che formano il Gruppo Locale. Ma si conoscono moltissimi altri ammassi di galassie, ciascuno formato da centinaia o addirittura migliaia di galassie e circondato da giganteschi spazi praticamente vuoti.
le galassie-capitolo2
LA DISTRIBUZIONE DELLE GALASSIE NELLO SPAZIO
Stelle raccolte in galassie, galassie collegate dall'attrazione gravitazionale in ammassi: il numero totale di galassie visibili con gli strumenti attuali, fino alle meno luminose, è di almeno qualche centinaio di miliardi. Gli astronomi stanno realizzando "mappe" sempre più dettagliate che mostrano le posizioni reciproche delle galassie. Si è visto così che gli ammassi di galassie sono, a loro volta, riuniti in gruppi; i superammassi, circondati da immensi spazi vuoti, che conferiscono all'Universo nel suo insieme un aspetto "spugnoso".
Il più importante di questi progetti di "mappatura" sta localizzando circa un milione di galassie, situati ad una distanza di due miliardi di anni-luce dalla Terra.
Da questi studi è emerso che la distribuzione nello spazio di ammassi e superammassi di galassie non è uniforme: è come se le galassie fossero distribuite lungo la superficie di enormi bolle di spazio vuoto. Visto su scala globale l'Universo sembra avere perciò una struttura "a bolle".
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RADIOGALASSIE, QUASAR E PULSAR
Nell'Universo sono presenti numerosi radiosorgenti, cioè "oggetti" che emettono onde radio. Alcune di esse corrispondono a supernove, altre sono risultate galassie molto lontane ma con un'emissione così intensa da venire classificate come radiogalassie (come CygnusA, Perseus A, Centauro A).
Le pulsar sono radiosorgenti da cui provengono segnali a intervalli di tempo regolari (dell'ordine del secondo). Queste emissioni provengono da stelle di neutroni, che pur avendo piccole dimensioni, possiedono densità elevatissime. Le stelle a neutroni girano su se stesse ad alta velocità, trascinando nel movimento il loro campo magnetico. In tali condizioni la stella si comporta come un potente generatore di energia elettrica, che alimenta due fasci di radiazioni lungo l'asse del campo magnetico. Poiché questo asse forma un angolo con l'asse di rotazione (come avviene anche per la Terra), la rotazione della stella fa ruotare il fascio di radiazioni proiettato nello spazio e i corpi celesti che esso colpisce sono "illuminati" una volta per ogni rotazione, con estrema regolarità.
Dallo spazio arrivano anche altri segnali, che hanno rilevato la presenza di oggetti straordinari, alcuni dei quali si trovano addirittura al di là delle galassie finora scoperte. Quei segnali sono emissioni radio di grandissima intensità e fortemente concentrate provenienti da corpi di'apparenza stellare, denominati quasar (quasi stellar radiosource). Il più lontano osservato finora si trova a oltre 10 miliardi di anni luce , il che significa che la luce che riceviamo oggi partì dall'oggetto quando l'Universo aveva meno di un decimo dell'età che ha oggi.
Nonostante le distanze, l'intensità dei segnali che arrivano a noi indica che un quasar è mille miliardi di volte più luminoso del Sole: eppure, quella colossale quantità di energia viene emessa da un corpo così piccolo, che anche ai telescopi più potenti appare come una stella. Le reazioni termonucleari sono assolutamente distanti da tali capacità e bisogna pensare a qualche altra forma di energia: un'ipotesi potrebbe essere che si tratti di energia gravitazionale liberata da una forma di collasso, come avviene per i buchi neri, ma a una scala gigantesca.
Il ponte di einstein-rosen
Il ponte di Einstein-Rosen, in fisica teorica quantistica e in astrofisica, è un tunnel spazio-temporale, in inglese detto anche wormhole (buco di verme), è un' ipotetica deformazione topologica dello spaziotempo che sarebbe una "scorciatoia" da un punto all'altro dell'universo, che permetterebbe a essi di viaggiare più velocemente di quanto impiegherebbe la velocità della luce a percorrere la distanza attraverso lo spazio normale.
Il wormhole viene spesso detto galleria gravitazionale, mettendo in rilievo la dimensione gravitazionale strettamente interconnessa alle altre due dimensioni: spazio e tempo. Questa singolarità gravitazionale, e/o dello spazio-tempo che dir si voglia, possiede almeno due estremità, connesse ad un'unica galleria o cunicolo, potendo la materia viaggiare da un estremo all'altro passandovi attraverso.
- I cunicoli spazio-temporali intra-universo connetterebbero una posizione con un'altra dello stesso universo. Un tunnel gravitazionale dovrebbe poter connettere punti distanti nell'universo per mezzo delle deformazioni spaziotemporali, permettendo così di viaggiare fra loro in minor tempo rispetto ad un normale viaggio.
- I cunicoli spazio-temporali inter-universo, o wormhole di Schwarzschild, collegherebbero invece un universo ad un altro differente. Speculativamente parlando tali tunnel potrebbero essere usati per viaggiare da un universo ad un altro parallelo, oppure viaggiare nel tempo. In quest'ultimo caso sarebbe una scorciatoia per spostarsi da un punto spaziotemporale a un altro differente. Nella teoria delle stringhe un wormhole viene visualizzato come la connessione tra due D-brane, dove le bocche sono associate alle brana e connesse tramite un tubo di flusso. Si pensa che i wormhole siano una parte della schiuma quantica o spaziotemporale.
- I wormhole euclidei, studiati nella fisica delle particelle.
- I wormhole di Lorentz, sono principalmente studiati nella relatività generale e nella gravità semiclassica.
- I wormhole attraversabili sono dei tipi speciali di wormhole di Lorentz che permetterebbero a un essere umano di viaggiare da un estremo all'altro del tunnel.
- il supposto wormhole di Schwarzschild prodotto da un buco nero di Schwarzschild viene considerato insormontabile;
- il supposto wormhole formato da un buco nero di Reissner-Nordström o di Kerr-Newman, risulterebbe sormontabile, ma in una sola direzione, potendo contenere un wormhole di Schwarzschild;
- il wormhole di Lorentz possiede massa negativa e si ipotizza come sormontabile in entrambe le direzioni (passato e futuro).
LE STELLE - capitolo 1
-CARATTERISTICHE DELLE STELLE
La maggior parte dei punti luminosi che vediamo nel cielo notturno sono stelle, corpi gassosi ad elevatissima temperatura che emettono energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche, in conseguenza delle reazione nucleari che avvengono al loro interno.
Le stelle appaiono di diversa luminosità a seconda delle loro dimensioni, della temperatura e dalla distanza che si separa da ciascuna di esse. Lo studio delle radiazioni elettromagnetiche che emettono fornisce informazioni sul gas che le compongono.
Gran parte della materia di una stella è formata da idrogeno ed elio; gli altri elementi chimici, tutti insieme, non superano il 2%.
Per conoscere la composizione chimica delle stelle si utilizza lo spettroscopio. Questo strumento analizza la luce emessa dalle stelle, separando le radiazioni che la costituiscono in base alla loro lunghezza d'onda (la distanza tra un punto qualsiasi di un'onda e il suo corrispondente nell'onda successiva). Si ottiene così lo spettro stellare.
La versione più semplice di spettroscopio è un prisma in vetro. Quando la luce di una qualsiasi sorgente lo attraversa, esso viene scomposto in tutti i colori dell'arcobaleno; ciascun colore corrisponde a una diversa grandezza d'onda che caratterizza le componenti della "luce visibile". Il passaggio da un colore all'altro è graduale e per questo motivo si dice che lo spettro della luce bianca è uno spettro continuo.
Ma la luce stellare difficilmente si presenta in maniera così uniforme. In genere essa possiede uno spettro nel quale lo sfondo continuo è interrotto da alcune righe scure sottili. Questo spettro viene chiamato "spettro a righe di assorbimento".
Nello spettro a righe di assorbimento lo sfondo continuo è prodotto dall'energia emessa dal nucleo della stella; le righe scure, che corrispondono a lunghezze d'onda mancanti, sono causati invece dagli strati di gas più esterni, che assorbono parte dell'energia al passaggio delle radiazioni. Dallo studio delle lunghezze d'onda mancanti è possibile quindi risalire agli elementi chimici che si trovano negli strati gassosi esterni delle stelle.
