FORMAZIONE DEL SISTEMA SOLARE LA STELLA CENTRALE E … · serata n° 11 – 17il sistema solare –...

FORMAZIONE DEL SISTEMA SOLARE

LA STELLA CENTRALE E IL FUOCO DEL SISTEMA

I PIANETI SOLARI: TIPOLOGIE E CURIOSITA’

DALLA LEGGE TITIUS-BODE AGLI ASTEROIDI

CONFRONTI TRA PIANETI

STABILITA’, ACQUA E VITA NEL SISTEMA SOLARE

OLTRE NETTUNO: FASCIA DI KUIPER E NUBE DI OORT

DAL DISCO PROTOPLANETARIO AI PLANETESIMI

DAI PROTOPIANETI AI PIANETI GASSOSI E ROCCIOSI

LA MIGRAZIONE DEI PIANETI

CORSO DI ASTRONOMIA DI BASE 2012

SERATA N° 11 – IL SISTEMA SOLARE – NASCITA DEL SISTEMA SOLARE 3


Offset (anni) Evento

0 Stella in sequenza principale

500,000 Planetesimi e protopianeti

1,000,000 Formazione del primo gigante gassoso

2,000,000 Migrazione del primo gigante gassoso

10,000,000 Formazione degli altri giganti gassosi e migrazione

20,000,000 Formazione dei pianeti rocciosi

100,000,000 Riorganizzazione delle orbite planetarie

1,000,000,000 Sistema planetario stabile

SERATA N° 11 – IL SISTEMA SOLARE – NASCITA DEL SISTEMA SOLARE 4


Conviene andare a ripassare qualche concetto della decima serata del corso

http://www.skylive.it/EventoSerale_Dettagli.aspx?Id=100

http://www.skylive.it/EventoSerale_Dettagli.aspx?Id=100

IL SOLE: DATI FISICI

IL SOLE: OSSERVAZIONE

IL FUOCO DEL SISTEMA SOLARE: TUTTI INTORNO AL SOLE?


SERATA N° 11 – IL SISTEMA SOLARE – LA STELLA CENTRALE E IL FUOCO DEL SISTEMA 6


Una nana gialla di classe spettrale G2V, in sequenza principale.



Temperatura: 5.200–6.000 K

Colore convenzionale: giallo

Colore apparente: bianco-giallo

Massa: 0,8–1,04 M☉

Raggio: 0,96–1,15 R☉

Luminosità: 0,6–1,5 L☉

Righe idrogeno: Deboli

Frazione in sequenza principale:7,6%

Temperatura: 5.800 K

Colore convenzionale: giallo

Colore apparente: bianco-giallo

Massa: 1,9891x1030 Kg

Raggio: 700.000 km circa

Luminosità: 3,827x1026 W

Righe idrogeno: Deboli

Frazione in sequenza principale:-



Nascita: 4,5 miliardi di anni fa

Tipologia: stella nana gialla

Fase: fusione dell’idrogeno in elio

Durata prevista 4,5-5 miliardi di anni

Proprio il fatto di essere una stella nana di media

potenza consente al Sole di avere una vita totale in

sequenza principale di circa 10 miliardi di anni.

E poi?



Terminata la scorta di idrogeno da trasformare in

elio, il Sole avrà una contrazione dovuta ad uno

sbilanciamento di forze: il collasso gravitazionale

vince sulla spinta dall’interno che non viene più

alimentata dalle fusioni nucleari dell’idrogeno.

La temperatura si alza fino a 10 milioni Kelvin,

quando ricominciano le reazioni nucleari che

fondono stavolta l’elio in carbonio.

La stella si ingrandisce, negli strati esterni brucia

l’idrogeno mentre negli strati interni brucia l’elio.

Il Sole diventa una .



La gigante rossa inizia a

soffiar via materiale dagli strati

più esterni e piano piano

lascia scoperto il proprio

nucleo.

La radiazione fortissima

proveniente da questo nucleo

caldo e densissimo, una

, raggiunge gli strati di

materiale espulsi dando vita

ad una .



: Con un raggio di 150.000 chilometri, detiene oltre il

40% dell'intera massa solare e possiede la massima densità. La

temperatura all'interno del nucleo è di circa 1,5*107 K.

Da questa zona ci arrivano soltanto i neutrini.

: Area di 300.000 chilometri che circonda il

nucleo. I raggi gamma generati dalla catena protone-protone

rimbalzano tra gli strati interni perdendo energia (vengono più

volte assorbiti e riemessi). Il processo dura milioni di anni. In

questa fase l'energia è trasmessa tramite radiazione.

: Area di 250.000 chilometri oltre lo strato radiativo. La materia

della zona convettiva ha il compito di far passare l'energia proprio attraverso il meccanismo di

convezione, che è lo stesso per il quale l'aria calda sale rispetto all'aria fredda.



: La sfera della luce è ciò che si vede guardando

il Sole. Spessa 400-500 chilometri circa, ha una temperatura di

circa 5800 °K. Costituita da piccoli grani visibili anche con un

piccolo telescopio. Dalla fotosfera fuoriesce, finalmente, la

radiazione che si è prodotta milioni di anni prima, nel nucleo.

Come detto, sulla fotosfera si presentano quei fenomeni

superficiali che costituiscono i motivi principali di osservazione

solare.

: La sfera del colore è posta sopra la fotosfera,

e raggiunge i 10.000°K di temperatura. Si tratta di uno strato di

plasma considerato come la bassa atmosfera del Sole.

: Parte più esterna, si estende fino a che non sfuma nel gas interplanetario

che raggiunge sotto forma di vento solare. La sua temperatura raggiunge il milione di gradi. Da

Terra è visibile soltanto durante le eclissi totali di Sole.



La radiazione solare si presenta come:

: aumento del moto delle particelle

del plasma

: conseguenza del rapido

spostamento di grandi masse di gas.

«Ascoltato» da SOHO.

:

oscillazioni dell'intensità del campo elettro-

magnetico che si allontanano nello spazio

come onde.

L'energia prodotta si propaga nel vuoto con radiazioni che abbracciano l'intero spettro

elettromagnetico. A Terra giungono soltanto la luce visibile, una piccola parte di UV e di IF e le

onde radio.

Proprio questi tagli spinsero gli astronomi verso lo spazio eliminando i problemi atmosferici, anche

se oggi le tecniche adattive riescono a limitare di molto il fastidio.



: Sono fenomeni della fotosfera e rappresentano la parte

visibile delle correnti convettive. Si tratta di macchie più chiare (correnti in

ascesa, più calde) e più scure (correnti in discesa, meno calde) mutevoli per

forma e dimensione. Il diametro di ciascun granulo è compreso in media tra

300 e 1000 chilometri, ed ha una vita che non dura più di 5 minuti.

: Piccole luci associate alle macchie anche se non disdegnano di

comparire in prossimità dei poli solari. Si tratta di masse gassose più calde di

quelle circostanti.

: Le macchie sono tipici fenomeni della fotosfera e sono

porzioni di fotosfera più fredde. Intorno alla macchia c'è un alone di

temperatura intermedia (5500°K), e quindi anche di colore intermedio. La parte

più fredda e più scura è detta ombra, la parte intermedia è la penombra.

Le macchie solari sembrano cicliche, con un periodo intorno agli 11 anni. Un

tempo furono assenti per 75 anni (Periodo di Maunder)



: variazione positiva di luminosità sottoforma di eruzione che

coinvolge regioni molto estese. Il brillamento dura da qualche minuto a più di

un'ora, anche se la parte più evidente è comunque di pochi minuti. Gli effetti

arrivano sulla Terra sotto due forme: un disturbo nei segnali radio su scala

planetaria e le aurore polari.

: Meno drastico di un brillamento, si tratta di getti di materia

che prendono una classica forma ad arco in grado di innalzarsi al di sopra

della cromosfera. La loro durata va da qualche minuto a qualche mese.

Spesso sono costituite da materia coronale, con temperatura più bassa

rispetto a quelle circostanti e più densa della corona.



Dal punto di vista Kepleriano, il Sole occupa uno dei

fuochi dell’ellisse rappresentata dall’orbita di un pianeta.

Ma tutti i pianeti orbitano intorno al Sole?

Apparentemente si, ma in realtà pianeti e Sole orbitano

intorno ad un baricentro comune, ma la massa del Sole è

talmente più grande di quella degli altri pianeti, messi

insieme, che il baricentro si trova all’interno della sfera

solare, e proprio per questo «sembra» che tutti i pianeti

orbitino in effetti intorno al Sole.

Se così non fosse non avremmo mai iniziato a scoprire esopianeti: molti sono stati scoperti infatti

proprio grazie ai movimenti che la stella compie intorno al baricentro comune dei sistemi. La

stella non è ferma al centro del fuoco, quindi, ma oscilla leggermente intorno al baricentro del

sistema. E il Sole non si sottrae a questa legge.

ROCCIOSI O GASSOSI

QUALCOSA DI CIASCUNO


SERATA N° 11 – IL SISTEMA SOLARE – I PIANETI SOLARI: TIPOLOGIE E CURIOSITA’ 19


Attualmente si riconoscono otto pianeti:

Ovviamente ciascun pianeta è caratterizzato da proprie peculiarità. Non è il caso di fare una lista

dei dati di ciascun pianeta, ma possiamo studiare qualche caratteristica confrontandoli tra di loro.



Star vicino ad una stella in formazione e ai suoi venti solari non è semplice per la parte più

volatile di un disco protoplanetario. Fu così che i gas furono spazzati via dagli strati più interni del

disco fino al sistema solare più esterno. Ciò che resta, sono sostanze più pesanti, .



Le sostanze più volatili spazzate via dal vento stellare sono andate a finire negli strati più esterni

del disco protoplanetario e hanno formato pianeti di tipo gassoso. Quelli più lontani presentano

gas a temperature bassissime, quindi alla fine hanno finito per ghiacciarsi.



Sono queste le uniche differenze tra i pianeti del Sistema Solare? Certamente no…

PIANETA TIPOLOGIA

Mercurio Roccioso

Venere Roccioso

Terra Roccioso

Marte Roccioso

Giove Gassoso

Saturno Gassoso

Urano Gassoso/ghiacciato

Nettuno Gassoso/ghiacciato



Come si nota, a velocità di rotazioni maggiori corrispondono schiacciamenti polari maggiori. La

massima velocità è di Giove, tuttavia Saturno è meno denso di Giove, quindi risulta più

«deformabile» dalla rotazione.

PIANETA VELOCITA’ ROTAZIONE (m/s) DURATA DEL GIORNO IN

GIORNI TERRESTRI

SCHIACCIAMENTO

Mercurio 3,0256 58,16462 0

Venere 1,81 243,0185 0

Terra 465,11 0,997258 0,00335

Marte 241,17 1,025957 0,00736

Giove 12.580 0,413 538 0,064

Saturno 9.870 0,449375 0,09796

Urano 2.590 0,71833 0,0229

Nettuno 2.680 0,67125 0,0171



Saturno non solo è meno denso di tutti gli

altri pianeti del Sistema Solare, ma ha un

peso specifico inferiore a quello dell’acqua

quindi questo pianeta con gli anelli

riuscirebbe a galleggiare su un oceano

abbastanza grande da accoglierlo!

PIANETA DENSITA’ g/cm3

Mercurio 5,43

Venere 5,204

Terra 5,515

Marte 3,94

Giove 1,33

Saturno 0,69

Urano 1,27

Nettuno 1,64

Un altro dato balza agli occhi: i pianeti rocciosi sono ovviamente più densi. Ma c’è molta

differenza tra tre pianeti e Marte…



Una velocità di fuga bassa significa che un corpo, per

sfuggire all’attrazione gravitazionale del pianeta,

fatica di meno.

è totalmente privo di una atmosfera

propriamente detta: soltanto a metà degli anni Ottanta

è stata scorta una leggera presenza di atomi in

numero di 105 per centimetro cubico, molto inferiore

al vuoto che si crea nei laboratori.

Il motivo è semplice: vicino al Sole, il vento stellare è

molto forte mentre la velocità di fuga del pianeta è

bassissima e la gravità non è riuscita a trattenere

l’atmosfera.

PIANETA VELOCITA’ DI FUGA (km/s)

Mercurio 4,30

Venere 10,46

Terra 11,18

Marte 5,03

Giove 60,22

Saturno 32,26

Urano 22,50

Nettuno 23,90

è più lontano, ma è poco denso e con velocità di fuga molto bassa. Anche in questo caso è stato facile

perdere l’atmosfera, anche se non come Mercurio. Le cause? Assenza di un campo magnetico, bassa densità

e impatti meteorici.

La nostra atmosfera la conosciamo bene, mentre al di là di Marte i pianeti sono totalmente gassosi o quasi.



Venere ha una atmosfera di nuvole per uno spessore

di 85 chilometri, mentre sulla Terra la maggior parte

dei fenomeni atmosferici non supera i 10 chilometri di

altezza.

Il motivo? Un tempo il pianeta dovrebbe essere stato

simile alla Terra attuale, ma la prossimità del Sole

portò ad una temperatura sempre più alta che fece

evaporare gli oceani per addensare il vapore tra le

nubi del pianeta. Sempre più effetto-serra e

temperature sempre maggiori.

E infatti, nonostante la vicinanza, non è Mercurio il

pianeta più caldo, ma Venere!

PIANETA TEMPERATURA SUPERFICIALE (°C)

Mercurio da -170 a +350

Venere 480

Terra 22

Marte -23

Giove -150

Saturno -180

Urano -214

Nettuno -220

Il motivo è dovuto al legame tra rotazione e rivoluzione. Vediamo un po’…



sperimenta una risonanza di 3:2 con il periodo di rivoluzione, ruotando tre volte intorno al proprio

asse mentre compie due rivoluzioni intorno al Sole. Ciò vuol dire che il pianeta alterna le facce al Sole ad ogni

perielio. Un risultato è la presenza di due punti caldi sul pianeta, sull'equatore, uno a 0° e l'altro a 180° di

longitudine, che giacciono proprio davanti al Sole nei punti di perielio.

PIANETA DURATA DEL GIORNO IN GIORNI TERRESTRI DURATA DELL’ANNO IN TEMPO

TERRESTRE

Mercurio 58,16462 87,965 giorni

Venere 243,0185 224,7 giorni

Terra 0,997258 365,25 giorni

Marte 1,025957 686,9 giorni

Giove 0,413 538 11,86 anni

Saturno 0,449375 29,46 anni

Urano 0,71833 84,01 anni

Nettuno 0,67125 164,79 anni



In genere tutti i pianeti hanno una stessa inclinazione assiale. Le eccezioni sono Mercurio, che subisce molto

l’influenza del Sole tanto da essere in risonanza, Venere e Urano.

Venere è inclinato addirittura di quasi 180°, quindi ha un senso di rotazione inverso rispetto agli altri pianeti

probabilmente dovuto a impatti. Stessi impatti per Urano, che inclinato di 90° sembra rotolare più che ruotare.

Pianeta Inclinazione dell'asse

Mercurio 0

Venere 177°, 3

Terra 23°, 27

Marte 25°, 19

Giove 3°, 13

Saturno 26°, 73

Urano 97°, 55

Nettuno 28°, 48



Pianeta Inclinazione

su eclittica

Eccentricità

Mercurio 7° 0,2056

Venere 3°,4 0,0067

Terra 23°, 5 0,0167

Marte 1°,9 0,0935

Giove 1°,9 0,0489

Saturno 2°,5 0,0565

Urano 0°,8 0,0457

Nettuno 1°,8 0,0113



Un dato che risalta subito è la presenza di un gran

numero di satelliti per i pianeti più distanti e giganti del

Sistema Solare.

Noti i processi di formazione o di acquisizione dei satelliti

nei sistemi planetari, si può dedurre che la maggior parte

siano quindi stati acquisiti gravitazionalmente dai pianeti

più grandi e quindi più «forti».

I punti interrogativi indicano che si tratta di numeri molto

provvisori visto che ancora oggi si continuano a scoprire

nuovi satelliti.

PIANETA NUMERO DI SATELLITI

Mercurio 0

Venere 0

Terra 1 (e mezzo…)

Marte 2

Giove 67 (?)

Saturno 62 (?)

Urano 27 (?)

Nettuno 13 (?)

Per Saturno, addirittura, si potrebbe parlare di un numero indefinibile visto che ogni particella che forma gli anelli

si pratica è suscettibile di essere chiamata satellite!

A proposito di anelli planetari: soltanto Saturno ne è dotato?



A prima vista sembra proprio che soltanto Saturno abbia un sistema di anelli planetari. In realtà tutti i giganti

del Sistema Solare sono dotati di anelli più o meno deboli.

Anelli di Saturno, immortalati dalla sonda Cassini

Anelli di Giove ripresi dalla sonda Galileo

Anelli di Urano dalla Voyager 2 Anelli di Nettuno dalla Voyager 2

DALLA LEGGE DI TITIUS-BODE AGLI ASTEROIDI

CERERE E GLI ASTEROIDI DI PADRE PIAZZI

LA FASCIA PRINCIPALE DEGLI ASTEROIDI


SERATA N° 11 – IL SISTEMA SOLARE – DA TITIUS-BODE AGLI ASTEROIDI 33


Sembra difficile ricordare le distanze dei pianeti dal Sole, eppure esiste un metodo molto efficace per

trovarle. Si chiama

Data una serie del tipo: 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96 e aggiungiamo 4 a ciascun numero della serie, dividendo poi

per 10. Otteniamo: (0+4)/10, (3+4)/10, (6+4)/10, (12+4)/10, ecc.. cioè:

0,4 - 0,7 - 1,0 - 1,6 - 2,8 - 5,2 - 10 - 19,6 - 38,8

Ora prendiamo le distanze dei pianeti dal Sole espresse in Unità Astronomiche e confrontiamole con questa

serie.

0,39 (Me) - 0,72 (V) - 1 (T) - 1,52 (Ma) - 5,2 (G) - 9,54 (S) - 19,2 (U) - 30,1 (N)

Come si può notare, sembra quasi la stessa serie se non fosse per quel 2,8 in mezzo che non corrisponde a

nessun pianeta! All’epoca della Legge di Titius-Bode i pianeti si fermavano a Saturno. La legge fu presa un

po’ come un caso fortuito, ma quando nel 1781 venne scoperto Urano proprio laddove la legge lo voleva, si

pensò che anche alla casella 2,8 dovesse esserci per forza un pianeta finora sfuggito.



Era il 1801 quando padre Piazzi scovò il fatidico pianeta a 2,8 Unità

Astronomiche di distanza dal Sole, tra Marte e Giove, proprio dove la

Legge di Titius-Bode lo voleva! Si trattava di .

Sembrava la consacrazione della Legge, ma la scoperta di Nettuno ben 8

UA prima di quanto previsto e poi di Plutone la fecero cadere di nuovo in

disgrazia.

Alla distanza di Cerere furono scoperti poi tantissimi altri corpi delle

stesse dimensioni e caratteristiche di Cerere.

Tutto questo insieme di corpi presenti tra 2,2 e 3,2 Unità Astronomiche di

distanza dal Sole crea una “fascia” di oggetti celesti più o meno simili,

catalogabili secondo determinati criteri che abbiamo visto la volta scorsa

in tema di “asteroidi”.



La è la

regione di spazio compresa tra Marte e

Giove all'interno della quale esiste la più

alta concentrazione di asteroidi in orbita

intorno al Sole.

Ad oggi esistono più di 200 mila asteroidi

nella Fascia Principale e si ritiene che si

tratti di corpi che non sono riusciti a

fondersi in un pianeta unico a causa della

“discussione gravitazionale” tra il Sole e

Giove, presenti ai lati opposti.



Abbiamo visto che ci sono più di 200 mila oggetti in un’orbita tra Marte e Giove, il che

potrebbe far pensare a scontri continui tra asteroidi.

In realtà non è così, e se vivessimo su un asteroide probabilmente in tutta la nostra vita non

riusciremmo a vederne passare altri nel nostro cielo, tanta è la distanza e le piccole

dimensioni di questi corpi.

Le eccezioni non mancano ovviamente, anche

se sono rarissime. Quando si verificano, però,

danno vita a fenomeni particolari come

l’asteroide , famoso per avere una coda

come le comete.

In realtà si tratta dei detriti creatisi in seguito ad

una collisione con un altro corpo della Fascia

degli Asteroidi. E’ comunque una eccezione!



Come i vecchi dischi in vinile avevano dei solchi all’interno, nei quali scorreva la puntina del

giradischi, così anche la Fascia degli Asteroidi presenta delle zona totalmente prive, o quasi, di

corpi celesti. Questi buchi sono localizzati alle Unità

Astronomiche 2.5, 2.82, 2.96, 3.28. Qualunque

corpo celeste posto in queste orbite impiegherebbe

per la sua rivoluzione un tempo pari,

rispettivamente, ad 1/3, 2/5, 3/7 e 1/2 del tempo

impiegato da Giove a compiere la propria

rivoluzione. Sono fasce orbitali, quindi, in risonanza

con la fascia orbitale di Giove e questo fattore ha

fatto si che l'influenza gravitazionale del gigante

gassoso abbia liberato le aree da tutti i corpi

presenti. Le zone sono dette ,

dal nome dell'astronomo che le scoprì nel 1866.



Tra gli asteroidi, ce ne sono alcuni la cui orbita si presenta più vicina a quella della Terra. Sono

chiamati NEO (Near Earth Objects) e sono ovviamente gli oggetti che vengono maggiormente

controllati dalle divisioni speciali della NASA al fine di prevenire eventuali situazioni di pericolo. In

realtà “Objects” indica sia asteroidi sia comete, quindi per parlare di asteroidi si dovrebbe usare il

termine NEA.

Tra i NEO, ce ne sono alcuni che appartengono a

categorie potenzialmente pericolose. Sono i

cosiddetti PHA (Potentially Hazardous Asteroids),

caratterizzati da un perigeo massimo di 0,05 UA e

da una magnitudine assoluta pari a 22, che

ipotizzando un albedo del 13% porta ad una

dimensione minima di 150 metri.

Attualmente si contano 1350 PHA.

Gruppo Definizione

NEC (comete) D < 1.3 UA

P < 200 anni

NEA (asteroidi) D < 1.3 UA



La scala Torino usa valori da

1 a 10 per indicare la

pericolosità di un NEO, in

termini di probabilità di

impatto e di energia

sprigionata.

Attualmente 2007 VK184 è

classificato al valore 1, con

una probabilità cumulativa

d'impatto dello 0,034% .

Storicamente Apophis

raggiunse il livello 4, ma ora

è sceso.

UN MONDO DI PLUTOIDI

LE COMETE DI BREVE PERIODO: FASCIA DI EDGEWORTH-KUIPER

LE COMETE DI LUNGO PERIODO: LA NUBE DI OORT


SERATA N° 11 – IL SISTEMA SOLARE – OLTRE NETTUNO 41


Un pianeta è tale se:

Nonostante sia l’unico pianeta scoperto dagli americani, Plutone è stato declassato poiché non ha

pulito la propria orbita, visto che interseca proprio quella di Nettuno.

In realtà ne ha di cose che non coincidono con gli altri pianeti, a partire da un’orbita decisamente

molto ellittica e molto inclinata rispetto all’eclittica.

Comunque, per questi motivi, Plutone è stato declassato a… asteroide? No…



Gli asteroidi possono avere forme davvero bizzarre e

possono essere molto piccoli, eppure ci sono dei corpi

celesti che sembrano pianeti in miniatura, che hanno

forma sferica e che orbitano intorno al Sole.

Non possono essere paragonati agli asteroidi a forma di

nocciolina delle dimensioni di 100 metri di diametro.

I pianeti nani sono corpi celesti, orbitanti intorno ad una stella e caratterizzata da una massa

sufficiente a conferir loro una forma sferoidale ma che, a differenza dei pianeti veri e propri, non sono

stati in grado di ripulire la propria fascia orbitale da altri oggetti di dimensioni non trascurabili.

I plutoidi, istituiti dalla UAI nel giugno 2008 e relativi al Sistema Solare, sono i pianeti nani la cui

orbita è prevalentemente oltre l'orbita di Nettuno.

I primi nanopianeti sono stati , , , e . Poi si sono aggiunti

Sedna, Varuna, Quaoar e Orco.



La Fascia di Edgeworth-Kuiper è una regione del

sistema solare oltre l'orbita di Nettuno ed interna

alla Nube di Oort dove orbitano corpi del diametro

fino a migliaia di chilometri, dei quali Plutone è il

rappresentante più noto.

L’idea di questa fascia risale agli anni Cinquanta, e

le prime prove iniziarono nel 1992 con la scoperta

di 1992QB1.

Con forma presumibilmente schiacciata ed una estensione che va da 38 a 50 UA, la Fascia di

Kuipercontiene un numero indefinito di corpi, compreso tra dieci milioni ed un miliardo. Si pensa

che tra le 38 e le 50 UA siano presenti almeno 70mila oggetti con dimensioni maggiori ai 10

chilometri di diametro.

Da qui dovrebbero aver vita le comete di breve periodo.



La Nube di Oort è una regione del sistema solare compresa tra le

40.000 e le 100.000 UA caratterizzata da una notevole

concentrazione di comete.

Molto più grande della Fascia di Kuiper, la Nube di Oort ha

forma quasi circolare, a meno di stiramenti dovuti alla gravità

della Via Lattea e si estende per circa 200.000 UA., contenendo

centinaia di miliardi di nuclei di cometa. Il suo raggio sarebbe di

un anno luce, con una massa totale simile a quella terrestre.

Da qui dovrebbero aver vita le comete di lungo periodo o

paraboliche.

UN SISTEMA STABILE?

LA PRESENZA DI ACQUA NEL SISTEMA SOLARE

LA PRESENZA DI VITA NEL SISTEMA SOLARE


SERATA N° 11 – IL SISTEMA SOLARE – STABILITA’, ACQUA E VITA 46


Siamo proprio sicuri che il sistema solare sia stabile, dopo 5 miliardi di anni dalla nascita??

Basta vedere la storia recente di Giove per capire

che da una quindicina di anni ha ricevuto parecchie

visite violente: la cometa Shoemaker-Levy 9, le

cicatrici di Wesley, l’ultimo impatto di settembre…



Non è un caso che proprio Giove sia

un grande attrattore di impatti, visto

che con la sua massa riesce a

catturare gravitazionalmente parecchi

dei corpi che entrano nel sistema

solare interno.



Ciascun pianeta esercita una debole forza gravitazionale su tutti gli altri

corpi celesti e, sebbene minima, nel tempo possono crearsi configurazioni

o somme di piccoli effetti tali da provocare mutamenti drastici negli equilibri

di un sistema.

verificò delle ciclicità di allontanamento di Saturno

e di avvicinamento di Giove e riuscì nei suoi calcoli a giungere a quel

determinismo che lo rese famoso nel calcolo delle orbite planetarie.,

soprattutto dopo aver scoperto il rapporto di 5:2 nelle orbite di Giove e

Saturno. Questa risonanza fa sì che le perturbazioni reciproche dei due

pianeti possano sommarsi sull'arco di secoli. Due forze, sebbene piccole,

se ripetute all'infinito possono iniziare ad avere effetti tangibili nel lungo

periodo.



Simulazioni numeriche portate avanti

da Jacques Laskar mostrano come i

giganti gassosi siano relativamente

stabili, mentre a far da ago della

bilancia ci pensa il più piccolo,

MERCURIO. Proprio la precessione

del suo punto di afelio potrebbe portare

a situazioni in cui l’attrazione

gravitazionale di Giove e Saturno

riescono ad allungare una orbita già

molto ellittica rispetto agli altri pianeti.

Allontanandosi sempre più dal Sole nel

punto di afelio, alcune simulazioni

portano addirittura ad un incrocio con

l’orbita di Venere, con tutte le

conseguenze del caso.



La Terra non è più l’unico posto del Sistema Solare

nel quale è accertata la presenza di acqua, anche se

aqua in superficie non è stata ancora trovata sugli

altri corpi celesti.

Il nostro pianeta invece ne è ricoperto per il 71%,

sebbene rappresenti soltanto lo 0,3% della massa

terrestre. Ci sono corpi celesti che in percentuale ne

sono molto più ricchi di noi!

Europa, satellite di Giove, e Titano, satellite di

Saturno, ne sono chiari esempi con i loro oceani di

acqua liquida posti sotto la crosta superficiale.



La molecola d'acqua è molto presente nell'universo e si è

accumulata nei nostri dintorni a partire dalla nebulosa

solare che ha dato origine alla nostra stella ed ai nostri

pianeti. La formazione dei pianeti è avvenuta tramite

collisione di planetesimi, in grado di innalzare di molto la

temperatura il che, unito alla vicinanza con il

Sole, dovrebbe aver fatto evaporare l'acqua originaria.

Come ci è tornata?

Idea dominante era ricondurre la provenienza dell'acqua

terrestre ad un impatto cometario. Una cometa, ghiacciata

perché proveniente dalla parte al di là della linea della neve,

impattando con la Terra l'avrebbe ricoperta di acqua.



L’analisi di comete come la Halley, la

Hyakutake e la Hale Bopp hanno mostrato

la presenza di acqua in composizione

chimica molto diversa dalla nostra nel

rapporto tra idrogeno e deuterio. Al tempo

stesso sono state scoperte le famose

“comete della fascia principale”: asteroidi

che presentano una chioma e una coda non

derivante da impatti.

Anche Cerere, del resto, sembra coperto da

uno strato spesso di ghiaccio.

Ad oggi sembra che la composizione dell’acqua degli asteroidi sia più simile a quella terrestre

rispetto all’acqua proveniente dalle comete. La quantità è ovviamente minore, ma la composizione

chimica sembra essere migliore!



In alcuni crateri di Mercurio i raggi del Sole non arrivano mai,

quindi è ipotizzabile, e immortalata da zone ad alta albedo, la

presenza di acqua allo stato ghiacciato vista la temperatura al

di sotto dei -180°C.

Venere è troppo calda, mentre sulla Luna l’acqua è stata

rivelata dalla missione LCROSS tre anni fa.

Marte presenta calotte ghiacciate che non lasciano alcun

dubbio.

I giganti gassosi sembrano i posti meno convenienti per cercare l’acqua, tuttavia presentano una

schiera di satelliti davvero molto interessanti da questo punto di vista, come accennato parlando

di Titano e Europa.



Encelado, satellite di Saturno, sarebbe

l’"alimentatore" dell'anello E tramite le

sue eruzioni di ghiaccio.

L'anello più esterno di Urano dovrebbe

essere composto anche dal ghiaccio

fornito dal satellite Mab. Giapeto di

Saturno e Tritone di Nettuno sembrano

contenere grandi scorte superficiali di

ghiaccio.

Encelado non fa nulla per nascondere

la propria riserva di acqua, che viene

sparata via sottoforma di enormi geyser

dalle regioni sudpolari



Titano, la luna più grande di Saturno,

possiede dei cicli del tutto simili al ciclo

dell’acqua presente sulla Terra ma anziché

acqua possiede idrocarburi, soprattutto

metano.

Pioggia di metano, laghi di metano come

quello che riflette la luce solare in questa

meravigliosa immagine scattata dalla sonda

Cassini.

Difficile ancora per noi ipotizzare una vita

basata su silicio e metano anziché carbonio

e acqua… ma…



Sulla Terra sappiamo che nei pressi dei getti di aria

calda che soffiano nei fondali marini (black smokers)

esistono forme di vita molto semplici ed estremofili,

simili a vermoni.

Le stesse condizioni dovrebbero esistere sui fondali

degli oceani nascosti di Encelado e di Europa.

E allora come si fa a pensare che su questi corpi celesti

non possa esserci vita, quando è invece più probabile

che ci sia?

Questo è tanto più vero dopo la scoperta di forme di

vita semplici, sulla Terra, che si nutrono di sostanze

ritenute da sempre velenose come l’arsenico.

L’UNIVERSO IN UN’ORA


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