UN DUE TRESTELLA!

Quinta B & Quinta CAnno scolastico 1998-1999

Scuola elementare statale “Italo Calvino”Cologno Monzese

(Milano)

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Arazzo di Bayeux

Un migliaio di anni fa l’Inghilterra fu invasa da un esercito normanno che veniva dalla Francia. I normanni conquistarono l’Inghilterra durante la famosa battaglia di Hastings e le donne normanne fecero questo arazzo per celebrare la vittoria, illustrando la storia dall’inizio alla fine con 58 scene. L’arazzo è lungo più o meno come un campo di calcio. In questa scena re Aroldo d’Inghilterra parla al suo scudiero. Il re Aroldo è preoccupato perché sa che le navi di re Guglielmo stanno arrivando per invadere l’Inghilterra. Gli astrologi della corte di re Aroldo osservano il passaggio della cometa Halley.

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UN DUE TRE

STELLA!

Quinta B & Quinta CAnno scolastico 1998-1999

Scuola elementare statale “Italo Calvino”Cologno Monzese

(Milano)

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AUTORI

5a B

Ammoune LubnaAprile AngeloArmetta MarcoAstolfi LucaBressanin EleonoraCalvitto AlessandroD'Errico CostanzoDebernardis IlariaDi Luca MartinaDi Stefano JacopoFerrazzano FedericaLodato DeboraMirabella MartaPettoni DarioRusso AlessandroRusso DanielaRusso MauroValentino Stefania

5a C

Bevilacqua Lucia Borrelli EnricoCamerino ElisaCapodici DarioCaputo CristinaCosenza SimoneEspinoza Marcos SanchezLa Gamba StefanoLa Salvia IlariaLucerna AntonioMaiorana LorellaMartucci SaraPalumbo RobertaPasini ValeriaPutignano LauraRusso ClaraSavino LeonardoSimone DanieleSquadrito VeronicaSumma AntoninoTocco Sara

Insegnanti: Maurizia Carnevale - Nadia Ponci - Giusi Di Benedetto - Lucia La Rosa

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Prefazione

All'inizio dell'anno scolastico, in previsione di una visita al Planetario Civico di Milano, studiammo sul nostro sussidiario il Sistema Solare. L'argomento ci affascinava, ma purtroppo era presentato in maniera piuttosto sbrigativa. Il giorno della conferenza al Planetario eravamo tutti eccitati, convinti di esplorare l'Universo, di toccare le stelle, ma gran parte della lezione non fu altro che una ripetizione di ciò che già sapevamo. La nostra curiosità non era stata soddisfatta, perciò, insieme alla 5° C, decidemmo di approfondire l'argomento "astronomia". Obiettivo finale avrebbe dovuto essere una dispensa.Ora che siamo più grandi, sentiamo l'esigenza di uscire dal nostro piccolo mondo e scoprire l'ignoto.Nell'ambito dei temi da sviluppare, ognuno di noi ha scelto un argomento a seconda della propria preferenza.La biblioteca civica, soprattutto il settore ragazzi, è stata la colonna portante del nostro lavoro.Le informazioni sono state raccolte da libri scientifici, enciclopedie, riviste, articoli di giornale, inserti di quotidiani e CD- Rom.Navigare in un CD-Rom spesso è più coinvolgente che non sfogliare materiale cartaceo. Il lavoro è stato molto lungo: la comprensione dei testi presupponeva spesso conoscenze che non avevamo; molti libri consultati sono edizioni vecchie e superate; l'aggiornamento dei dati è stato possibile grazie alla consultazione di diversi siti internet (NASA,...); dopo la stesura dei singoli testi è stato necessario uniformarne lo stile: il linguaggio doveva essere rigorosamente scientifico, per facilitarne la comprensione decidemmo perciò di aggiungere un glossario. Oltre la ricerca testuale ci siamo impegnati a raccogliere immagini che, inserite, aiutano a fissare meglio i concetti.Come appendice abbiamo aggiunto le nostre poesie, ispirate alla visita al Planetario, e le poesie di grandi autori che hanno come argomento lo spazio cosmico.Il risultato finale è stato "Un due tre stella!", un libro che vuole essere solo uno spunto per invogliare ad approfondimenti futuri.

Quinta B

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BIG BANG

L’Universo in cui noi viviamo è nato da una colossale esplosione: il Big Bang, che significa “grande boom”. Questa esplosione ha proiettato nello spazio una massa di materia molto densa a una temperatura molto elevata. Gli studiosi ritengono che ciò sia avvenuto circa 15 miliardi di anni fa. E mentre l'espansione progrediva, sotto la spinta della gigantesca esplosione, il volume dell'Universo cresceva e la temperatura si abbassava. Quando la temperatura scese al di sotto di un certo valore, iniziarono a formarsi le prime stelle e l'Universo, continuando ad espandersi, cominciò a prendere la configurazione che ha oggi. E tuttora continua ad espandersi.Si è scoperto che tutte le galassie si allontanano le une dalle altre con velocità proporzionale alle loro distanze. E' possibile comprendere meglio la teoria dell'Universo in espansione facendo un piccolo esperimento: su un palloncino, che rappresenterà l'universo, disegna alcuni puntini: le galassie. Gonfiando il palloncino vedrai che tutti i puntini si allontanano tra di loro e che questo allontanamento è più veloce per i punti tra loro più distanti.Dato che le galassie si allontanano e l'Universo si espande, se noi, in un cammino immaginario, andassimo indietro nel tempo per migliaia di milioni di anni, troveremmo queste galassie sempre più vicine e l'Universo sempre più concentrato in una sfera relativamente piccola, quindi di densità e calore enormi: un "atomo" primordiale. Ma l’universo continuerà ad espandersi all’infinito? Le teorie più attendibili sono due:- teoria dell'Universo aperto: ipotizza che la materia presente non sia sufficiente a provocare l'attrazione e quindi a fermare l'espansione; l'Universo continuerà ad espandersi illimitatamente, "bruciando" alla fine tutto il suo combustibile nucleare e diventando infinitamente grande e freddo.- teoria dell'Universo chiuso o oscillante: ipotizza che, esauritasi l'energia del Big Bang, le galassie saranno reciprocamente attratte dalla loro forza di gravità, la quale le riavvicinerà a una velocità sempre maggiore, fino a concentrare di nuovo l'Universo in quell'atomo primordiale da cui tutto ha avuto inizio. Da qui un successivo Big Bang potrebbe far ricominciare la storia... dando origine a un nuovo Universo che ciclicamente subirà le stesse fasi. Di questa fase primordiale si è trovata una traccia. La radiazione emessa dalla sfera di fuoco ad alta temperatura si irraggiava in ogni direzione: pur diluita e indebolita (raffreddata) dall’espansione, quella radiazione dovrebbe oggi “impregnare” tutto l’Universo, ed è proprio quello che si è scoperto nel 1965, quando due ricercatori della Bell Telephone osservarono per caso l’esistenza di una radiazione di fondo rilevabile con i radiotelescopi in ogni direzione dello spazio, e corrispondente ad una temperatura di 270° C sotto zero. Tale radiazione residua è come l’eco del Big Bang. Un satellite della NASA nel 1992 ha individuato nella radiazione fossile delle minuscole discontinuità che spiegherebbero l'origine degli ammassi di galassie.Gli scienziati con complessi calcoli sono riusciti a stabilire cosa accadde nei primi istanti di vita dell'Universo, immediatamente dopo il Big Bang, ma non riescono a sapere nulla di ciò che accadde nel piccolissimo intervallo di tempo precedente, poiché al di sotto di tale tempo (10-43 sec.) le leggi fisiche non hanno più alcun significato.Gli scienziati possono quindi dire di essere andati vicinissimi all'origine di tutto, ma non di esservi giunti: l'origine dell'Universo è ancora per molti aspetti un mistero.

GALASSIE NEBULOSE AMMASSI STELLARI

L'immenso spazio cosmico che noi chiamiamo Universo è un insieme di galassie, nebulose e ammassi stellari. Le galassie sono formate da una moltitudine di stelle non "sparpagliate" nello spazio. Il numero di galassie osservabili con i più potenti radiotelescopi è di alcuni miliardi; esse sono sparse entro un raggio di circa 9 miliardi di anni luce (un anno luce equivale a circa 9 460 miliardi di chilometri). Quelle visibili a occhio nudo sono solo tre: la galassia di Andromeda, distante da noi ben 2,5 milioni di anni-luce, e le Nubi (Grande e Piccola) di Magellano, distanti 200 000 anni-luce. Con la costruzione di apparecchiature e strumenti sempre più potenti, l'uomo spinge il suo sguardo sempre più lontano. Le galassie più lontane fino ad ora osservate distano circa 4 miliardi di anni-luce, mentre ancora più lontani, distanti quasi 9 miliardi di anni-luce, sono stati osservati i quasar, oggetti

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Nebulosa NGC6523

incredibilmente luminosi dei quali gli astronomi non ci sanno dire ancora molto.Le galassie, diverse tra loro a seconda della forma, possono essere: ellittiche, a spirale, a spirale barrata e irregolari. La nostra galassia, la Via Lattea, si è formata quando l'Universo era vecchio 3 miliardi di anni. E' nata come un'enorme sfera di gas che si è disposta a forma di disco attorno ad un bulbo centrale da cui si sono sviluppati poi i quattro bracci della spirale. Infatti la Via Lattea è una galassia a spirale. Nei bracci si trovano le stelle più giovani, nel bulbo quelle più vecchie; all'interno del bulbo vi è il nucleo, probabilmente un grande buco nero, circondato da un anello di nubi, di gas e polvere. Vista di profilo essa è simile a un disco appiattito con un rigonfiamento in corrispondenza del nucleo. Il diametro della Via Lattea è di circa 100 mila anni luce e il suo spessore, misurato in corrispondenza del nucleo, è di circa 25 mila anni luce. La sua massa è quasi tutta concentrata nel nucleo ed è circa 200 miliardi di

volte maggiore di quella del Sole, che dista circa 30 mila anni luce dal centro della Galassia.L'intera galassia ruota, ma non come un disco rigido, ciascuna stella e ogni nube di polvere hanno la propria orbita. Il Sole impiega 250 milioni di anni per fare un giro completo alla velocità di 250 km al secondo.Osservando il cielo di notte la Via Lattea appare come una striscia più luminosa; fu infatti chiamata Via Lattea dagli antichi per il suo particolare aspetto molto chiaro. La luce proviene da un numero enorme di singole stelle. Le macchie scure sono nuvole opache di polvere. Per capire la sua vera forma dovremmo osservarla da una distanza di mezzo milione di anni luce. Una nebulosa è una nube di gas e polvere che si manifesta come una maggior concentrazione di materia rispetto al circostante spazio interstellare. Ci sono nebulose chiare, che riflettono la luce di stelle vicine o emettono luce propria (per un fenomeno di ionizzazione = conducibilità elettrica), e nebulose oscure, la cui presenza è rivelata dal fatto che assorbono la luce delle stelle retrostanti.La contrazione gravitazionale delle nebulose porta alla formazione di nuove stelle. Si parla invece di nebulose planetarie quando la nebulosa ha forma tondeggiante e circonda una stella già arrivata alla fine della sua esistenza: queste nebulose sono prodotte dall'esplosione degli strati superficiali della stella stessa (fenomeno di nova).L'ammasso stellare è un gruppo di stelle particolarmente vicine tra loro, unite gravitazionalmente e/o da una origine comune.Esistono essenzialmente due tipi di ammassi: aperti e globulari.Gli ammassi aperti (detti anche galattici) in genere sono gruppi di stelle giovani formatesi all'interno di una nebulosa; contengono da qualche decina a qualche centinaio di stelle e si trovano soprattutto nei bracci delle galassie a spirale.Gli ammassi globulari sono invece concentrazioni di stelle molto vecchie, in numero da qualche decina di migliaia a qualche milione e orbitano come satelliti intorno alle galassie. La nostra galassia ne possiede 150.

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Andromeda

La via Lattea

UNITA' DI MISURA

In astronomia le unità di misura devono adeguarsi alle grandi dimensioni del cosmo.Nell'ambito del Sistema Solare si usa l'unità astronomica, che equivale circa alla distanza media tra la Terra e il Sole: il suo valore è di 149 597 870 km.Per le distanze tra le stelle si usa l'anno-luce. Un anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno, circa 9 460 miliardi di km.La luce corre rapidissima nello spazio.Guardiamo la lancetta dei secondi sul nostro orologio: in ogni minuto secondo la luce percorre nello spazio nientemeno che 300 000 km.Eccovi l'operazione usata per convertire un anno luce in chilometri: 300 000 km al secondo per 60 secondi è uguale a 18 000 000 km al minuto che moltiplicati per 60 minuti è uguale a 1 080 000 000 km all'ora che moltiplicati per 24 ore è uguale a 25 920 000 000 km al giorno che moltiplicati per 365 giorni è uguale a 9 460 800 000 000 km all'anno.Un'altra unità di misura usata in astronomia è il parsec pari a 3,26 anni-luce.

LE STELLE

Le stelle che formano una galassia sono centinaia di miliardi. Ma che cos’è una stella?Definita come un corpo che brilla di luce propria, una stella è un agglomerato di materia allo stato gassoso (75% di idrogeno, 20% di elio e tracce di altri elementi quali l’ossigeno e il carbonio), in grado si produrre una grandissima quantità di energia. Questa energia è dovuta alle reazioni di fusione nucleare che avvengono all’interno della stella dove la temperatura è elevatissima (miliardi di gradi). La luce che noi vediamo è solo una piccolissima parte di tutta l’energia che ogni stella irradia costantemente. In base alla loro temperatura superficiale, alle dimensioni e alla distanza che le separa dalla Terra, le stelle ci appaiono di colore e di luminosità diversi.

TIPI DI STELLE

In base alla temperatura superficiale In base alle dimensioni

azzurre nane, molto più piccole del Solele più calde, temperatura superficialeda oltre 30 000° C a 11 000° C

bianche medie, come il Soletemperatura superficiale diametro di circa 15 milioni di kmda oltre 11 000° C a 6 000° C

gialle giganti e supergigantitemperatura superficiale da 100 a 1 000 volte più grandi delda oltre 6 000° C a 5 000° C (come il Sole) Sole

arancionitemperatura superficiale da 5 000° C a 4 000° C

rosse le più fredde, temperatura superficiale da 4 000° C a 3 000° C

Ma come si sono formate le stelle? Esse durano in eterno o sono destinate a spegnersi?Gli scienziati hanno formulato diverse ipotesi per rispondere alle precedenti domande. Secondo la teoria più recente, si parla di un vero e proprio "ciclo vitale" delle stelle.Capire la vita delle stelle sarebbe impossibile se tutte le stelle avessero la stessa età. Per fortuna le cose non stanno così. Noi vediamo stelle vecchie e stelle giovani; di conseguenza possiamo tentare di ricostruire la loro vita. Ad ogni istante nascono stelle nell'universo, ma poiché esso è sterminato,

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assistere alla nascita è un raro privilegio. Una stella "nasce" all'interno delle nebulose, grandi nubi di gas contenenti soprattutto idrogeno e polveri che, a causa della forza di attrazione gravitazionale, si contraggono, formando al loro interno un nucleo molto denso e caldo, detto protostella.

La continua contrazione a cui è sottoposta questa protostella determina un notevole aumento della temperatura che, progressivamente, raggiunge 10-15 milioni di gradi centigradi.A questa temperatura si innescano le reazioni nucleari di fusione che trasformano l'idrogeno in elio. La continua produzione di energia farà brillare la stella di luce propria per miliardi di anni... finché, a seconda della sua grandezza (massa), andrà incontro alla sua "fine".Ricordiamo che la luce di stelle lontane anni-luce arriva a noi appunto dopo gli anni che la luce impiega ad arrivare fino alla Terra; ciò è da tener presente quando osserviamo il firmamento, forse stiamo guardando proprio una stella che nel frattempo ha subito parecchi cambiamenti.Se una stella ha una massa piccola, come ad esempio il Sole, in essa le reazioni sono più lente e la sua vita è più lunga (circa 10 miliardi di anni). In queste stelle, quando tutto l'idrogeno si è trasformato in elio, si innesca un'altra reazione che trasforma l'elio in carbonio e poi il carbonio in ossigeno. Ciò determina un enorme aumento di calore e, di conseguenza, un'espansione della stella che al contempo si raffredda e si trasforma in una gigante o supergigante rossa.Quando anche tutto questo combustibile si esaurisce, la gigante rossa si contrae di nuovo sotto l'azione della forza gravitazionale e diventa una nana bianca, destinata a raffreddarsi sempre più e a diventare una piccola stella invisibile: una nana nera.Se una stella ha una massa grande, in essa le reazioni avvengono più velocemente e la sua vita è più breve. All'interno di una supergigante rossa si innesca una reazione nucleare con formazione di elementi pesanti, quali il sodio, il silicio o il ferro. Nel frattempo, esaurito il combustibile, essa si contrae andando incontro ad un collasso gravitazionale e la sua temperatura aumenta in pochi secondi di miliardi di gradi, causando una violenta esplosione. Tale esplosione determina la formazione di elementi ancora più pesanti del ferro o dell'uranio e la stella diventa una supernova di immensa luminosità. Questa esplosione si esaurisce nell'arco di alcuni mesi, poi gli elementi più interni della stella cominciano nuovamente a contrarsi. Se la stella ha una massa grande, la contrazione violenta della forza di gravità schiaccia la materia tanto da conficcare gli elettroni nel nucleo dell'atomo, formando così solo neutroni: si avrà una stella di neutroni o pulsar, piccola e densa.Se la stella ha una massa ancora più grande, la contrazione avviene con una forza di gravità così elevata da condensare la stella in un punto il cui campo gravitazionale è immenso, tanto che nemmeno la luce riesce a sfuggire. Si forma così quello che viene detto buco nero, invisibile, ma rilevabile grazie all'influenza che esercita sulle altre stelle.

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ORIONELa bellissima nebulosa di Orione è un luogo della Galassia dove nascono le stelle. Nel 1978 una stella completamente nuova incominciò a pulsare nella nebulosa di Orione, provando definitivamente che questa nebulosa è proprio una "nursery" cosmica.

COSTELLAZIONI

Fin dai tempi più antichi, le stelle visibili a occhio nudo sono state riunite in gruppi rappresentati con disegni o figure geometriche, ai quali la fantasia popolare e degli astronomi ha assegnato nomi di oggetti, di animali, di personaggi mitologici. Tali raggruppamenti si chiamano costellazioni. Molte sono le leggende legate alle costellazioni. Le stelle di cui sono composte, pur spostandosi nello spazio, ciascuna con velocità e direzioni diverse, sembrano conservare immutate le loro distanze reciproche, cosicché la costellazione, con il passare del tempo, non muta almeno apparentemente, la sua forma. In

realtà, le stelle sono così lontane, che i loro spostamenti diventano apprezzabili solo dopo secoli. Per esempio, perché la nota costellazione dell'Orsa Maggiore cambi totalmente aspetto, dovranno passare almeno 50 mila anni. Il cielo non è una parete in cui le stelle sono disposte tutte sullo stesso piano, infatti a riprova di ciò se cambiamo il punto di osservazione cambia anche la forma della costellazione. Le singole stelle di una costellazione sono generalmente contraddistinte con il nome della costellazione stessa, preceduto da una lettera dell'alfabeto greco: α (alfa), β (beta), γ (gamma), δ(delta), ecc., per le altre stelle di luminosità via via decrescente.Complessivamente si contano, in tutta la sfera celeste, un centinaio di costellazioni, di cui una quarantina molto note e visibilissime nel nostro

emisfero.Ricordiamo, tra le più caratteristiche, l'Orsa Maggiore, composta di sette stelle disposte in modo che quattro formano un quadrilatero (le quattro ruote del carro), tre, allineate in corrispondenza della coda dell'Orsa formano il timone. Questa costellazione fu chiamata dai Greci Orsa, da cui il nome artico dato al nostro emisfero, e dai Romani septem triones perché essi chiamavano triones i buoi da lavoro e finirono con l'immaginare la costellazione formata di buoi. Da questo nome derivano i termini del settentrione (per indicare il nord) e di settentrionale;l'Orsa minore pure formata da sette stelle di cui l'ultima della coda (α Ursae minoris) è la Stella Polare; la Cassiopea, le cui stelle sono disposte a forma di una W sdraiata, bella costellazione visibile tra la Stella Polare e la Gran Croce o Pegaso, altra costellazione formata da quattro stelle disposte ai vertici di un ampio quadrato; la Lira, a cui appartiene una vivida stella bianca, la Vega e che poi si può rintracciare congiungendo le due ruote anteriori dell'Orsa Maggiore e prolungando la retta di circa otto volte nel verso della stella da cui parte il timone. Ad angolo retto con la linea Orsa Maggiore-Vega, si trova la costellazione del Cigno. Altra splendida costellazione, visibile nelle notti d'inverno, è quella di Orione formata di dieci stelle brillanti, di cui quattro formano un ampio quadrilatero e tre sono in fila obliqua nell'interno. Queste tre stelle si chiamano anche i Tre Magi o il Bastone di Giacobbe. Non molto distante da Orione si vede Sirio, che è la più vivida di tutte le stelle. Visibilissima è pure la costellazione del Toro, di cui fa parte un grappolo di fulgide stelle, le Pleiadi, e L'Aldebaran (l'occhio del Toro) brillante di luce rossa. Nell'emisfero meridionale la costellazione più nota è la Croce del Sud, col suo ammasso di oltre cento stelle. Ricordiamo anche le dodici costellazioni dello Zodiaco distribuite tutte intorno nel cielo, in una immaginaria fascia circolare lungo la quale pare che il Sole si muova durante l'anno e contro ognuna di esse venga a proiettarsi nei vari mesi dell'anno, da marzo a febbraio. Sono: Ariete, Toro, Gemelli, Cancro, Leone, Vergine, Bilancia, Scorpione, Sagittario, Capricorno, Acquario e Pesci.

La leggenda dei Dioscuri o gemelliSecondo un'antichissima leggenda, si diceva che Castore e Polluce fossero figli della bellissima Leda e di Giove; Castore era mortale, Polluce immortale. Castore abilissimo domatore di cavalli, Polluce bravo pugilatore e cavallerizzo. Sempre insieme in tante imprese eroiche, sempre vincitori... sino all'ultima loro impresa!I due gemelli litigarono, un giorno, con i due figli del re Afareo, Ida e Linceo per la divisione d'una mandria di buoi; non mettendosi assolutamente d'accordo, decisero d'ingaggiare una lotta e questa fu fatale per tutti. Ida uccise Castore, Polluce per il gran dolore uccise Linceo. Giove colpì con un

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fulmine Ida. Polluce, addoloratissimo per la morte del fratello, da cui non avrebbe voluto staccarsi mai, pregò Giove di far morire anche lui. Ciò non poteva avvenire perché egli era immortale, ma tanto implorò, pianse, si disperò che Giove volle accontentarlo e pose i due gemelli, che tanto si amavano, su nel cielo nella bella costellazione zodiacale. Però, se guardiamo con un piccolo telescopio, si può vedere che la stella Castore è composta da un complesso di ben sei stelle, ma tale è la distanza da noi che, ad occhio nudo, vediamo solo un'unica stella luminosa.

La leggenda degli ArgonautiSecondo la leggenda, gli Argonauti dovevano andare alla ricerca del vello d'oro nella lontana Colchide, terra posta ad oriente del Mar Nero. Possedere il vello d'oro significava scampare da ogni sciagura. A capo di questa difficile impresa vi era Giasone, famoso eroe greco; lo accompagnavano Castore e Polluce, il musico Orfeo e l'invincibile Ercole.Giasone costruì un'enorme nave a cinquanta remi che chiamò Argo, e partì... Finalmente giunsero in Colchide, per rapire il vello d'oro al re Eeta, che custodiva questo prezioso talismano molto gelosamente, tanto che a guardia del vello vi era un drago che vomitava fuoco.Gli Argonauti non sarebbero riusciti nel loro scopo, date le difficilissime prove da superare, se non fosse intervenuta Medea, la figlia del re Eeta, innamoratasi di Giasone. Medea diede a Giasone una pozione per addormentare il drago: riuscì così a prendere il vello d'oro e a portarlo sulla nave Argo, fuggendo poi con la bella principessa. Tutto fu poi trasformato in costellazione, composta da un gruppo vasto di stelle, fra cui spicca la stella Canopo, una stella gialla, brillantissima. Infatti è la seconda stella per lucentezza che vediamo nel cielo australe.

La leggenda dell'Orsa MaggioreSecondo il mito degli antichi Elleni c'era una dea bella e sdegnosa, chiamata Diana; era la dea della caccia, ed in cielo veniva raffigurata come la falce della Luna crescente o calante.Infatti una bella falcetta d'argento brillava sulla sua fronte tra i suoi capelli bruni!Quando andava a caccia, Diana portava con sé una grande muta di cani ed un gruppo assai numeroso di splendide fanciulle come lei cacciatrici, le quali avevano fatto giuramento di non sposarsi mai. Una fra queste compagne di caccia di Diana era particolarmente bella: si chiamava Callisto (che in greco

significa la bellissima). Il dio Giove, il massimo tra gli dei, si innamorò di Callisto, scese sulla Terra e la sposò segretamente, malgrado il divieto di Diana e malgrado fosse già sposato alla potentissima Giunone. Dal matrimonio segreto nacque un figlio bello e forte chiamato Arcade che, fattosi grande, divenne ben presto un abile cacciatore come la madre, Callisto. Ma Diana e Giunone scoprirono ogni cosa; Diana volle punire Callisto per aver mancato al giuramento di non sposarsi mai, e Giunone volle vendicare l'offesa

sofferta. D'accordo decisero di trasformare la bella cacciatrice in un'orsa brutta, goffa ed irsuta.Non appena la povera Callisto si trovò così trasformata iniziò a correre ululando per i boschi, mentre le sue compagne fuggivano terrorizzate. Il figlio Arcade l'udì e per difendere le ninfe inseguì l'orsa, non immaginando certo che in quel corpo si nascondeva sua madre; già stava per raggiungerla ed ucciderla, quando Giove, dai cieli, intervenne affinché non accadesse un simile delitto e... tramutò tutti in stelle, formando il gruppo celeste dell'Orsa Maggiore e la rossa stella Arturo, il cui nome significa appunto inseguitore dell'orsa o più esattamente "colui che sta dietro alla coda dell'orsa".

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SISTEMA SOLARE

Varie sono le ipotesi che gli scienziati hanno formulato nel corso dei secoli sulla nascita del Sistema Solare; quella più attendibile ci riporta indietro nel tempo fino a circa 5 miliardi di anni fa. Il Sole e i pianeti non esistevano ancora; nella Galassia un'enorme nube di polvere cosmica cominciava a "collassare", cioè a contrarsi e addensarsi verso il centro, grazie alla forza di attrazione reciproca delle particelle che la componevano, e iniziava quindi a ruotare su se stessa sempre più velocemente,

assumendo la forma di un disco.Collassando verso il centro, la nube si riscaldava sempre più per effetto dell'enorme pressione, fino a raggiungere una temperatura elevatissima che innescò, proprio nella parte centrale, delle reazioni nucleari di fusione. Si accese così una stella: il Sole.La produzione di energia da parte del Sole equilibrava il collasso e quindi non tutto il materiale della nube cadeva su questa stella nascente. Quando il Sole era già formato, attorno ad esso ruotava ancora una piccola parte di nube composta da particelle solide e gas: idrogeno ed elio.La parte gassosa si allontanava,

spazzata dal vento solare, ma assieme alle particelle solide ormai intrappolate dalla forza gravitazionale del Sole attorno al quale ruotavano. Nel loro movimento queste particelle si scontravano, si aggregavano e, come un effetto valanga, diventavano via via sempre più grandi e cominciavano a esercitare la propria forza di gravità attirando tutti i corpi più piccoli che si trovano nei loro dintorni. Si formavano così i planetesimi, dai quali, nell'arco di alcune decine di milioni di anni, presero forma i vari componenti del Sistema Solare: i pianeti, i satelliti, gli asteroidi e le comete.La formazione planetaria si interruppe con Plutone poiché oltre l'orbita di questo pianeta la bassa densità del disco di materia circumsolare, combinata con i periodi orbitali progressivamente più lunghi, impedì la formazione di corpi di dimensioni planetarie.Comunque un disco di planetesimi ghiacciati poteva essersi aggregato al di là dell'orbita di Plutone ed essere sopravvissuto sino ad oggi. Questo disco si stima occupi lo spazio compreso tra 40 e 100 unità astronomiche.A partire dal 1992, con la scoperta di 1992QB2, l'esistenza di corpi oltre Plutone non è più un'ipotesi. Le scoperte sono continuate negli anni successivi e a tutt'oggi si contano più di 70 oggetti oltre il Sistema Solare, le cui dimensioni sono stimate nell'ordine di qualche centinaia di chilometri.Nel Sistema Solare il moto dei pianeti segue tre semplici leggi formulate all'inizio del '600 dall'astronomo tedesco Giovanni Keplero.La prima legge stabilisce che l'orbita di un pianeta è un'ellisse; il Sole occupa uno dei fuochi dell'ellisse.La seconda indica che la velocità di un pianeta varia secondo le diverse zone della sua traiettoria: ogni pianeta si muove più rapidamente quando è vicino al Sole.La terza legge stabilisce un rapporto fra le dimensioni dell'orbita e il tempo di rivoluzione.Nel dedurre le sue leggi Keplero considerò il moto di rivoluzione di ogni pianeta intorno al Sole indipendentemente dal moto di tutti gli altri. La realtà invece è molto più complessa poiché esiste una interazione tra i diversi corpi celesti. Lo stesso Keplero se ne rese conto quando si accorse che le sue leggi non si applicavano rigorosamente a Giove e Saturno, anche se non sapeva spiegarsi questo fatto. Oggi sappiamo che la causa di ciò si deve ricercare nell'enorme massa dei due pianeti e nella loro relativa vicinanza.Tutti noi siamo soggetti alla forza di gravità. Dobbiamo vincerla ogni volta che vogliamo spiccare un salto o che solleviamo qualcosa. Ma la forza di gravità non agisce solo sulla Terra, essa è un po' la regina delle forze dell'universo. Capire che questa forza, che ci lega al suolo e che fa cadere un pietra, è anche la stessa che regola il moto dei pianeti e delle galassie più lontane non è stato semplice. Fu una conquista enorme nella storia della scienza, intrapresa da Keplero agli inizi del Seicento e terminata da

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Newton cinquant'anni dopo.Secondo la leggenda, il giovane Newton stava contemplando la Luna quando fu distratto dal tonfo di una mela caduta da un albero vicino.Riflettendo sull'accaduto e approfondendo la similitudine tra una mela e la Luna, il grande scienziato arrivò a formulare la legge di gravitazione universale, fondata sull'idea che il moto planetario fosse retto da una forza esercitata dal Sole sui pianeti.Questa legge afferma che tutti i corpi dotati di una massa si attirano reciprocamente. Maggiore è la massa, più intensa risulta l'attrazione, che invece diminuisce all'aumentare della distanza.Il nostro peso è il risultato di questa forza, ed essa è anche il "guinzaglio" che tiene i pianeti legati al Sole.Nel cosmo la massa di un oggetto non varia, il suo peso invece dipende dalla forza gravitazionale. Su Giove, dove la gravità è 2,6 volte quella terrestre, un uomo di 70 chilogrammi- peso peserebbe circa 185 chilogrammi-peso; sulla Luna, invece, peserebbe poco più di 11 chili.Che i pianeti fanno parte di uno stesso sistema, risulta anche dalle relazioni numeriche che legano le distanze dei pianeti dal Sole.Per esprimere queste distanze sono state prese in considerazione alcune formule sperimentali.La più conosciuta si chiama Legge di Titius o di Bode.Se scriviamo i numeri 0 e 3, raddoppiando sempre il risultato otteniamo dei numeri a cui si associa il 4, dato comune scoperto da Bode dopo innumerevoli calcoli.Risulta0 3 6 12 24 48 96 192 384

4 4 4 4 4 4 4 4 4

4 7 10 16 28 52 100 196 388

In ordine abbiamo le distanze dei pianeti dal Sole.Mercurio al 4, Venere al 7, Terra al 10, Marte al 16. Al 28 Bode non riuscì a capire che cosa ci fosse (oggi sappiamo che tale spazio è occupato dall'orbita degli asteroidi) perché Giove si collocava al 52, Saturno al 100. Urano, Nettuno, Plutone soddisfano anch'essi, benché meno bene, questa legge.Si nota quindi che le distanze dei pianeti dal Sole formano una progressione geometrica (insieme di elementi ordinati in cui ciascun elemento si ottiene moltiplicando o dividendo il precedente per un numero dato).

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Sistema Solare, pianeti classificati secondo la loro dimensione rispetto al Sole

PIANETI a b c d e

MERCURIO 0,39 0,06 giorni 58 88 giorni 0VENERE 0,72 0,88 giorni 243 224 giorni e 7 ore 0TERRA 1 1 ore 24 1 anno 1MARTE 1,52 0,15 ore 24,6 1 anno e 322 giorni 2GIOVE 5,2 1318 ore 9,8 11 anni e 315 giorni 17SATURNO 9,54 755 ore 10,2 29 anni e 167 giorni 23URANO 19,18 67 ore 15,6 84 anni e 7 giorni 15NETTUNO 30,06 57 ore 18,5 164 anni e 2180 giorni 8PLUTONE 39,46 0,1 giorni 6,4 249 anni 1

(1) Unità planetaria o astronomica = distanza Terra-Sole

a Distanze medie dal Sole in unità astronomicheb Volume (Terra = 1)c Durata della rotazioned Periodo di rivoluzionee Satelliti

IL SOLE

Il Sole, di estrema importanza per la nostra vita, è una stella media gialla, che non si distingue dalle altre né per grandezza né per splendore. Noi la vediamo così luminosa perché è molto più vicina alla Terra delle altre stelle ("appena" 150 milioni di chilometri) e per le sue enormi dimensioni in confronto alla Terra stessa (il volume del Sole è 1 300 000 volte il volume della Terra). Il Sole è formato da un insieme di involucri gassosi tra i quali non esistono confini netti. Immaginando di procedere dal suo interno verso l'esterno incontriamo: il nucleo, nel quale la densità è molto elevata e la temperatura raggiunge i 20 milioni di gradi centigradi; l'alta temperatura raggiunta dal Sole non è certamente effetto di una combustione, perché se così fosse, di esso non resterebbero che le ceneri; ma il grande calore è dovuto all'energia nucleare che si sprigiona nelle reazioni a catena, durante le quali l'idrogeno, dopo una serie di processi molto complicati, si trasforma in elio liberando una quantità enorme di energia;la zona radiativa, nella quale l'energia prodotta dal nucleo si propaga per irraggiamento;la zona convettiva, nella quale l'energia si propaga verso la superficie esterna con moti convettivi;l'atmosfera, formata a sua volta dalla fotosfera, che corrisponde alla porzione visibile del Sole, dalla cromosfera, che è un sottile anello rossastro visibile durante le eclissi, e dalla corona, la parete più

esterna del Sole. In queste zone i gas sono rarefatti e la temperatura nella fotosfera raggiunge i 6 000° C circa.Manifestazioni superficiali dell'attività solare sono: le macchie, le protuberanze e i brillamenti. Le macchie solari possono essere dovute a veri e propri vortici come grandi cicloni, ed esse costituiscono l'aspetto più evidente dell'attività solare. Si tratta di fenomeni che si ripetono con cicli che durano circa

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CULMINE DELLE PROTUBERANZE SOLARIIl culmine può raggiungere la considerevole altezza di un milione di km. La foto estremamente nitida è stata scattata nel corso di una missione dello Skylab americano.

11 anni.Se osserviamo una macchia solare al telescopio, ci apparirà come irregolare e bizzarra sullo sfondo luminoso del Sole, con i suoi filamenti e getti di fiamma. Lo sfondo luminoso non si presenta liscio ed unito, bensì granuloso; queste granulazioni rassomigliano un poco ai pori della scorza di un'arancia. Questi pori a volte si allargano, si dilatano, si collegano tra loro sotto l'influenza delle perturbazioni che avvengono sulla superficie del Sole e formano una macchia solare.Le macchie sono visibili ad occhio nudo solo quando raggiungono diametri considerevoli e cioè quando questi superano i 40 000 km. Osservando lo spostarsi delle macchie da est ad ovest, gli astronomi hanno dedotto uno dei movimenti del Sole e precisamente quello di rotazione attorno a se stesso. Fu Galileo che nel 1611, grazie al suo cannocchiale, disegnò la prima mappa delle macchie solari. Spesso associate alle macchie vi sono chiazze luminose, dette facole. Esse si vedono prima della comparsa di una macchia e, in genere, persistono anche dopo la sua scomparsa.Lungo il bordo solare si possono osservare le "protuberanze", enormi masse di materia incandescente che sembrano prorompere come colossali fiammate dalla corona. Lunghe qualche volta centinaia di migliaia di chilometri, le protuberanze sono dovute sia alla condensazione di gas nella corona, sia all'espulsione di materia dalla superficie solare. L'attrazione solare non è sufficiente a trattenere completamente la corona, la quale tende a sfuggire nello spazio, ad una velocità che aumenta sino a raggiungere 350 km al secondo: si tratta del vento solare. Il Sole emette anche fasci di particelle diverse, nuclei di atomi di elio, elettroni ed altre particelle elettricamente cariche, in particolare modo dopo la comparsa di macchie o di perturbazioni sulla superficie solare. Molte di queste particelle vengono attratte dal campo magnetico della Terra dando origine a fasce di radiazioni sopra l'atmosfera che causano i fenomeni dell'aurora boreale. Noi che viviamo sulla Terra non ci rendiamo conto che basterebbe un minimo cambiamento delle radiazioni solari per rendere impossibile la vita come noi la conosciamo. Si pensa che le ere glaciali del passato siano dovute a leggere variazioni dell'energia emessa dal Sole.I brillamenti sono zone in cui si può osservare un rapidissimo e forte aumento della luminosità dovuta alle radiazioni. L'esplosione di un brillamento ha conseguenze anche sulla Terra, dove sono avvertibili tempeste geomagnetiche, aurore boreali, disturbi nei collegamenti radio. Tali fenomeni hanno una durata media di 10 minuti, ma i più importanti possono durare fino a tre ore.Posto a circa 30 mila anni luce dal centro della Via Lattea, il Sole ruota su se stesso, la sua velocità di rotazione è diversa secondo le diverse latitudini; così il periodo di rotazione del Sole varia fra un minimo di 25 giorni per le regioni equatoriali e un massimo di 30 giorni nei dintorni dei poli. Inoltre esso, assieme a tutti i componenti del Sistema Solare, si muove, in un moto di traslazione, all'interno della Via Lattea verso la costellazione di Ercole, a una velocità di circa 20 km al secondo.Ora il nostro Sole brucia lentamente il suo combustibile nucleare. L'energia prodotta nel nucleo solare, sfuggendo verso l'esterno, equilibra la pressione della materia sovrastante che tenderebbe a far contrarre il Sole. Questo ritmo di produzione di energia resterà costante per altri 5 miliardi di anni (il Sole ha già 5 miliardi di anni). Quando però tutto, o gran parte, dell'idrogeno del nucleo sarà consumato, avverranno grandi cambiamenti. La fusione termonucleare continuerà solo in un sottile guscio esterno che si espanderà enormemente: la nostra stella entrerà allora nella fase di gigante rossa. Il guscio in espansione si gonfierà sempre più, raggiungerà l'orbita di Mercurio e ingloberà il pianeta, vaporizzandolo; si espanderà ancora, bruciando Venere e giungerà a lambire la Terra stessa, facendovi scomparire ogni traccia di vita. Ma il Sole non finirà il suo ciclo vitale come gigante rossa. La temperatura del nucleo andrà sempre aumentando per effetto della nuova contrazione gravitazionale, non più frenata dalla spinta dell'energia prodotta dalle reazioni nucleari. Passati altri 100 milioni di anni, la temperatura raggiungerà valori tali (100 milioni di gradi) per cui si accenderà una nuova reazione termonucleare nella quale gli atomi di elio si fonderanno trasformandosi in carbonio. I nuovi elementi continueranno a fondersi finché tutta l'energia disponibile sarà consumata e il nucleo sarà definitivamente spento (collasso gravitazionale). La materia diventerà così densa che un cucchiaino di essa peserebbe quanto l'intero nostro pianeta. Il Sole sarà diventato una nana bianca. Nel corso di innumerevoli milioni di anni, il suo colore cambierà man mano che diventerà sempre più freddo. Il Sole passerà per lo stadio di nana gialla, per finire come nana nera. Le sue dimensioni si saranno ridotte a quelle di una sfera grande circa come la Terra. Forse si ricoprirà di ghiaccio e di una sottile atmosfera.

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MERCURIO

Mercurio è il pianeta più piccolo (le sue dimensioni sono di appena 1/20 di quelle della Terra) e più vicino al Sole, la cui distanza è di circa 5 800 000 km.Mercurio ruota intorno a se stesso in 59 giorni e intorno al Sole in 88 giorni.Dato che ruota vicino al Sole spesso è molto difficile osservarlo; si può vedere al mattino prima dell'alba e alla sera dopo il tramonto, in un susseguirsi di fasi simili nell'aspetto a quelle della Luna.Il calore di Mercurio è talmente forte che ha la potenza di fondere alcuni materiali, perfino il piombo; la temperatura di giorno può raggiungere 480° C e di notte può scendere fino a 200° C sotto zero. Mercurio sembra non avere atmosfera o tutt'al più è leggerissima, formata soprattutto da tracce di elio, idrogeno e ossigeno.Mercurio non ha satelliti.

VENERE

Venere è il secondo pianeta del Sistema Solare. Ha dimensioni poco inferiori a quelle della Terra. Dopo la Luna, Venere è l'oggetto più luminoso del cielo notturno. Il primo nome di Venere era Vespero, cioè stella della sera. Venere mostra un ciclo di fasi simili a quelle della Luna, che si ripetono ogni 1,6 anni e raggiunge la sua massima brillantezza durante la fase crescente. Venere è ricoperta da nubi e ciò rappresenta un ostacolo per le osservazioni dalla Terra. La maggior parte delle informazioni di cui disponiamo sono state fornite dalle sonde spaziali, in particolare da quelle che si sono posate sulla superficie del pianeta attraversando la densa atmosfera che lo circonda. In superficie la temperatura della densa atmosfera di Venere supera i

460° C e la pressione è di circa 90 volte maggiore di quella terrestre.L'atmosfera è composta per il 97% da anidride carbonica, contiene piccole quantità di vapori di acido solforico e di azoto e tracce di vapori d'acqua. L'elevata concentrazione di anidride carbonica è probabilmente la conseguenza di un intenso effetto serra che avrebbe causato l'evaporazione degli oceani e in generale dell'acqua allo stato liquido presente in superficie. Venere ruota molto lentamente attorno al proprio asse in senso orario, in direzione contraria a quella degli altri pianeti, rivolgendo alla Terra sempre lo stesso lato.Il radar a bordo della sonda Magellano ha rivelato immensi vulcani attivi, ampie colate di lava e crateri meteoritici. La densa atmosfera protegge Venere dalla caduta di asteroidi di dimensioni ridotte. Venere non ha satelliti.

TERRA

La Terra è un geoide (una sfera leggermente schiacciata ai poli) con un raggio di circa 6 300 km. I suoi componenti sono la litosfera (parte solida), l'idrosfera (insieme delle acque) e l'atmosfera (massa d'aria).La Terra ebbe origine circa 4 miliardi e mezzo di anni fa, insieme al Sole e a tutto il Sistema Solare. All'inizio il globo terrestre era formato da una massa rovente detta magma, che con il tempo si raffreddò e solidificò in superficie. La temperatura media della superficie della Terra oggi è di circa 22°C. La Terra è costituita da una serie di involucri sovrapposti, che differiscono per i materiali costituenti e per la densità: all'esterno si trova la crosta, quindi il mantello e il nucleo che a sua volta si suddivide in nucleo esterno e interno.

La crosta, lo strato più esterno, ha consistenza solida e comprende la massa dei continenti e il fondo

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La Terra vista dalla Luna

degli oceani. Questa "buccia" ha uno spessore variabile che va da un minimo di 5 a un massimo di 70 km. Al di sotto della crosta c'è il mantello che ha uno spessore di circa 2 900 km e rappresenta l'80% di tutto il volume della Terra. Questo strato è costituito da magma, un materiale fluido e bollente che ha caratteristiche intermedie fra lo strato solido e quello liquido.Il nucleo, lo strato più interno, ha uno spessore di circa 3 000 km e si estende fino al centro della Terra. E' costituito da materiale liquido nella parte più esterna e solido in quella più interna dove la temperatura raggiunge 4 000° - 5 000° C.La crosta terrestre è costituita da una serie di placche, chiamate anche zolle, in continuo movimento. Quando si muovono, le zolle cozzano l'una contro l'altra. Perciò lungo la loro linea di contatto si crearono, e si creano tuttora, spesso spaccature della crosta terrestre. Questo fenomeno è chiamato deriva dei continenti. Un tempo tutte le terre emerse erano raggruppate in un unico continente: la Pangea che era circondata da un oceano detto Panthalassa. Circa 180 milioni di anni fa Africa, Sud America, Oceania e Antartide erano raggruppati e formavano il Gondwana, separato dalla Laurasia (America settentrionale, Europa e Asia) da un braccio di mare.In tempi successivi i continenti meridionali hanno incominciato ad allontanarsi: il Sud America verso ovest, generando l'Oceano Atlantico meridionale; l'India si è spostata verso nord e poi è entrata in collisione con l'Eurasia (Europa e Asia). Da questa collisione è nata la catena dell'Himalaya. Anche

l'America del Nord si è staccata dall'Eurasia e si è allontanata verso ovest generando l'Oceano Atlantico settentrionale. Intanto l'Africa si spostava lentamente verso nord, mentre l'Australia iniziava il suo cammino verso nord-est.Come gli altri otto pianeti del Sistema Solare, la Terra compie due moti principali (in realtà i moti complessivi della Terra sono molti di più): il moto di rotazione e il moto di rivoluzione.Il moto di rotazione è quello che la Terra compie ruotando su se stessa, in senso antiorario, attorno all'asse terrestre. Per compiere una rotazione completa essa impiega quasi 24 ore, cioè un giorno.Le conseguenze del movimento di rotazione sono l'alternarsi del giorno e della notte e il movimento apparente della volta celeste.I raggi del Sole, che provengono da una distanza enorme, arrivano tutti paralleli sulla Terra e quindi essendo questa pressoché sferica, la illuminano solo per metà. La linea immaginaria che separa la zona illuminata (il dì) dalla zona oscura (la notte) si chiama circolo di illuminazione. Tale circolo divide la Terra in due emisferi che alternativamente, nell'arco di 24 ore (in realtà 23,93), vengono a trovarsi al buio e illuminati.A causa dell'atmosfera, il passaggio dal giorno alla notte non è brusco ma graduale, e avviene attraverso due fasi di luce: l'alba al mattino e il crepuscolo alla sera. In seguito al movimento apparente della volta celeste, le stelle, la Luna e il Sole sembrano ruotare in senso orario: è lo stesso

fenomeno che si osserva da un treno in corsa, quando sembra che sia il paesaggio a scorrere via. Per lo stesso motivo diciamo convenzionalmente che il Sole sorge a est e tramonta a ovest.Il moto di rivoluzione è quello che la Terra compie, da ovest verso est, attorno al Sole, descrivendo un'orbita ellittica lunga circa 930 milioni di chilometri, detta eclittica, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi, quindi la Terra si può trovare a una distanza massima dal Sole, detta afelio, 152 000 000 km, e a una distanza minima, detta perielio, 147 000 000 km. Per secoli si è ritenuto che tutti i pianeti, la Luna e il Sole ruotassero attorno alla Terra, ma Niccolò Copernico nel '500 scoprì che la Terra e gli altri pianeti giravano intorno al Sole.La sua teoria è stata definita eliocentrica ("helios" in greco significa Sole) in opposizione alla teoria geocentrica ("geo" in greco significa Terra) stabilita dall'astronomo Tolomeo.

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mantello

nucleo crosta

Durante il moto di rivoluzione l'asse terrestre, che è inclinato di 66°30' rispetto al piano dell'orbita, si mantiene costantemente parallelo a se stesso, cioè non cambia mai la propria inclinazione; in realtà, poiché la Terra non è perfettamente sferica, l'attrazione solare, esercitando la sua forza, modifica la direzione dell'asse terrestre. Il punto verso cui si orienta l’asse terrestre e quindi il Polo Nord celeste si sposta nel cielo descrivendo un circolo completo in 26 000 anni circa, durante i quali i Poli Nord e Sud tracciano ciascuno la base di un cono sulla sfera celeste, con il vertice al centro della Terra. Questo movimento si può vedere bene in un Planetario, dato che si possono far trascorrere in pochi minuti i millenni.Questo lento moto conico dell’asse terrestre è stato definito precessione degli equinozi. La stessa attrazione viene

esercitata dalla Luna che aggiunge un piccolo movimento oscillatorio detto nutazione. Conseguenza della precessione degli equinozi sarà la variazione della stella Polare.

Ecco una tabella delle stelle Polari:anno 5 000 a.C. delta Dragoneanno 3 000 a.C. alfa Dragoneanno 1 300 a.C. beta Orsa Minoreattualmente alfa Orsa Minoreanno 3 500 d.C. gamma Cefeoanno 7 500 d.C. alfa Cefeoanno 10 000 d.C. alfa Cignoanno 13 000 d.C. alfa Lira (Vega)Il moto di rivoluzione ha la durata di un anno, precisamente 365 giorni, 5 ore, 48 minuti e 46 secondi, circa 365 giorni e 6 ore.Ogni 4 anni, al mese di febbraio si aggiunge un giorno: il numero dei giorni passa da 28 a 29. Questo anno viene chiamato anno bisestile.Conseguenze del moto di rivoluzione e dell'inclinazione dell'asse terrestre sono: la diversa durata del giorno e della notte e l'alternarsi delle stagioni.Durante il suo moto di rivoluzione la Terra occupa quattro posizioni fondamentali nei giorni che segnano l'inizio delle stagioni astronomiche:21 marzo, giorno d'inizio della primavera;21 giugno, giorno d'inizio dell'estate;23 settembre, giorno d'inizio dell'autunno;21 dicembre, giorno d'inizio dell'inverno.Il 21 marzo i raggi solari giungono perpendicolari all'equatore perciò il circolo di illuminazione coincide di volta in volta con un meridiano, passa per i poli e divide tutti i paralleli in due parti uguali. Il dì e la notte hanno la medesima durata: ci sono 12 ore di luce e 12 ore di oscurità. Questo giorno è denominato equinozio di primavera (dal latino aequus, "uguale, e nox,"notte") e nell'emisfero settentrionale segna l'inizio della primavera, in quello meridionale l'inizio dell'autunno. Quando la Terra nel suo moto di rivoluzione si sposta verso l'afelio, le ore di luce aumentano nell'emisfero settentrionale e diminuiscono in quello meridionale.Il 21 giugno i raggi solari giungono perpendicolari al Tropico del Cancro; l'intera calotta polare artica resta illuminata per tutto l'arco delle 24 ore ed è quindi sempre giorno.Nell'emisfero settentrionale inizia l'estate e il dì raggiunge la sua massima durata (16 ore); nell'altro emisfero invece inizia l'inverno. Il 21 giugno è denominato solstizio d'estate.Proseguendo nel suo moto di rivoluzione, la Terra si allontana dall'afelio; nell'emisfero settentrionale incomincia a diminuire la parte illuminata e di conseguenza anche il numero delle ore di luce.Il 23 settembre, quando il circolo di illuminazione passa di nuovo per i poli e i raggi del Sole sono perpendicolari all'equatore, si ha ancora la stessa durata del dì e della notte: siamo all'equinozio d'autunno che, nell'emisfero settentrionale, segna l'inizio dell'autunno e nell'altro emisfero l'inizio della primavera.La Terra, percorrendo la sua orbita, si avvicina al perielio e la parte illuminata diminuisce sempre più

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nell'emisfero settentrionale; il dì diventa più corto della notte.Il 21 dicembre si ha la durata minima del dì rispetto alla notte; è il solstizio d'inverno che, nell'emisfero settentrionale, segna l'inizio dell'inverno.Il Sole è perpendicolare al Tropico del Capricorno, tutta la calotta polare antartica è illuminata, perciò nell'emisfero settentrionale la notte ha la massima durata (16 ore). Continuando il suo movimento la Terra si riporta all'equinozio di primavera e ... il ciclo si ripete.Esistono però delle eccezioni. All'equatore ogni giorno dell'anno ha 12 ore di luce e 12 ore di buio. Ai poli si alternano 6 mesi di luce e 6 mesi di buio. Al polo Nord, per esempio, il Sole sorge sempre il 21 marzo, raggiunge la massima altezza sull'orizzonte il 21 giugno e tramonta il 23 settembre; dal 23 settembre al 21 marzo è sempre notte. Sulla Terra ci si orienta per mezzo dei quattro punti cardinali: Nord, Sud, Est e Ovest. La posizione di una località sulla superficie della Terra si stabilisce mediante il reticolo geografico formato da paralleli e meridiani. Il parallelo fondamentale è l'Equatore, il meridiano fondamentale è quello di Greenwich. Le coordinate geografiche di una località sono la latitudine e la longitudine.L'atmosfera è l'involucro di gas che avvolge la Terra, essenziale alla vita in quanto fornisce l'ossigeno e protegge dalle dannose radiazioni provenienti dal Sole e dal bombardamento di particelle solide dallo spazio. I gas di cui è composta sono prevalentemente quattro: azoto (78,08%), ossigeno (20,95%) e, in proporzioni decisamente inferiori, argon (0,93%) e anidride carbonica (0,036%).Vapori d'acqua, anidride carbonica e tracce di altri gas, quali il neon, concorrono a formare l'effetto serra, poiché riflettono verso Terra le radiazioni infrarosse da essa provenienti e mantengono così più calda la temperatura superficiale.L'atmosfera, che ha uno spessore di oltre 1 500 km, è suddivisa in diversi strati:- la troposfera, che raggiunge un'altezza di circa 15 km, è formata soprattutto da azoto, ossigeno, anidride carbonica, vapore acqueo e pulviscolo atmosferico. E' l'aria che respiriamo e qui si verificano i fenomeni atmosferici;- la stratosfera, che arriva ai 25 km, è formata soprattutto da ozono e altri gas, essa filtra i raggi nocivi del Sole;- la ionosfera, fino a circa 1 000 km, dove si verificano i fenomeni delle meteore e delle aurore boreali, si tratta di uno strato ionizzato (caricato elettricamente) che ha un'importanza fondamentale nella propagazione delle onde elettromagnetiche;- la esosfera che si estende dai 1 000 km in poi e sfuma nello spazio interplanetario.La Terra ha un satellite.

LUNA

La Luna è l'unico satellite della Terra, e non conosciamo ancora la sua origine. Esistono però diverse ipotesi che sono state via via confutate. Quando la Terra si formò, la sua velocità di rotazione era così elevata che alcune sue parti si

staccarono. Ma sembra che la Terra non abbia mai ruotato tanto velocemente perché ciò potesse accadere. La Luna era un pianeta a sé stante, che venne catturato dall'attrazione gravitazionale della Terra quando si trovò a passarle troppo vicino. Ma nemmeno questa ipotesi sembra verosimile. Terra e Luna presero forma quasi contemporaneamente all'interno di una nube di materia. Prima si verificò una condensazione che diede origine alla Terra. Intorno ad essa restarono in orbita polveri e rocce, che poi si unirono per formare un corpo celeste più piccolo, la Luna appunto. In questo caso Terra e Luna dovrebbero essere costituite dagli stessi materiali, ma l'analisi delle rocce lunari ha smentito anche questa ipotesi.Qualche anno fa gli scienziati hanno ipotizzato un'altra teoria: un corpo grande la decima parte quello della Terra avrebbe urtato il nostro pianeta con un colpo di striscio staccandone un

pezzo, per poi proseguire. Gli scienziati hanno elaborato un programma al computer per ricostruire quello che sarebbe potuto accadere in un caso come questo. Secondo il computer, si sarebbe formato un corpo simile alla Luna con gli strati esterni uguali alla

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Immagine della Luna

Terra, ma quelli interni diversi. Questo spiegherebbe come mai Luna e Terra non hanno la stessa composizione.La Luna ci appare come un astro che abbia esaurito il suo ciclo vitale.Sulla Luna già ad occhio nudo si distinguono delle zone brillanti e delle macchie; osservata al telescopio, i particolari divengono più nitidi e si notano pianure, montagne, circhi, crateri, solchi, striature.Le pianure appaiono come immense macchie grigiastre. Gli astronomi le hanno chiamate mari. Le montagne sono rilievi di forma generalmente conica, si tratta quindi di vulcani spenti. I circhi sono estesi rilievi circolari a fondo piatto.Sulle origini dei crateri lunari sono state proposte varie teorie. La più accettata è la teoria meteoritica: i crateri si sarebbero formati in seguito all'impatto di grandi masse meteoritiche precipitate sul suolo lunare con enorme velocità, resa ancor più elevata dall'assenza di atmosfera. I crateri sono numerosissimi: se ne contano, tra grandi e piccoli, alcune decine di migliaia.I solchi appaiono come profonde spaccature, semplici, o talvolta ramificate.Probabilmente le striature che partono a raggiera da molti crateri sono fenditure riempite di lava solidificata. La superficie lunare è caratterizzata da enormi sbalzi di temperatura: si passa dai - 150°C della parte non illuminata ai 130°C di quella illuminata.La forza di gravità è 6 volte minore di quella esercitata dalla Terra; quindi 100 kg nostri peserebbero sulla Luna circa 16 kg. La Luna è soggetta a tre movimenti, che avvengono in senso antiorario:1) Moto di rotazione intorno al proprio asse.2) Moto di rivoluzione intorno alla Terra, lungo un'orbita ellittica.3) Traslazione, insieme con la Terra, intorno al Sole.Moto di rotazione: la Luna gira intorno a se stessa in un tempo esattamente uguale a quello che impiega a muoversi intorno alla Terra; ossia la durata di rotazione e quella di rivoluzione coincidono, così ne consegue il fatto che la Luna volge alla Terra sempre lo stesso emisfero. I diversi aspetti, con cui la Luna ci appare, si dicono fasi lunari: 1- Luna nuova (novilunio), la Luna si trova tra il Sole e la Terra e rivolge a noi la faccia completamente in ombra, si rende perciò invisibile. 2- Primo quarto, circa sette giorni dopo il novilunio, la Luna mostra metà faccia illuminata (Luna crescente). Durante questo spostamento essa si rende visibile e passa via via dalla forma di falce sottile a quella di un semicerchio con la convessità rivolta verso occidente.3- Luna piena (plenilunio), la Luna si trova, dietro la Terra e mostra l'intera faccia illuminata. Durante questo spostamento il semicerchio lunare s'ingrandisce fino a diventare completamente circolare.4- Ultimo quarto, dopo ventidue giorni dal novilunio, la Luna mostra ancora metà faccia illuminata (Luna calante). Durante questo spostamento la Luna rimpicciolisce ed assume la forma di semicerchio con la convessità rivolta verso oriente.Molte sono state e sono tuttora le influenze attribuite alla Luna sull'andamento dei fenomeni fisici, biologici, ecc., ma solo le maree sono scientificamente confermate. La Luna le produce non solo nel mare, nei laghi, nella crosta terrestre, ma anche nell'atmosfera che, per conseguenza, subisce cambiamenti nella distribuzione della pressione.

LE ECLISSI

Durante le fasi di novilunio e di plenilunio, il Sole, la Terra e la Luna si trovano pressoché allineati e perciò si potrebbe supporre che a ognuna di queste fasi debba corrispondere un oscuramento del Sole da parte della Luna e della Luna da parte della Terra, cioè dovrebbero verificarsi delle eclissi ogni mese. Tale fenomeno che può riguardare sia il Sole sia la Luna, si verifica però sole se l'allineamento fra questi corpi è "preciso", cioè avviene non su una retta qualsiasi, ma solamente sulla retta in comune fra i due piani dell'orbita.

Si verifica un'eclissi solare tutte le volte che la Luna si interpone fra la Terra e il Sole, impedendo completamente o parzialmente la vista di

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Eclissi totale di Sole

quest'ultimo. Questa condizione si realizza in una fase di novilunio; in tale fase infatti la Luna viene a trovarsi tra la Terra e il Sole e quindi, se perfettamente allineata lungo l'asse Sole-Terra, intercetta i raggi solari.Si verifica invece un'eclissi lunare quando la Terra si interpone fra la Luna e il Sole, intercettando così i raggi di quest'ultimo diretti verso il nostro satellite naturale.Ciò succede nella fase di plenilunio, ma per l'identico motivo appena visto, cioè per la non complanarità delle orbite lunare e terrestre, il fenomeno non avviene a ogni plenilunio ma più raramente.Il fenomeno dell'eclissi può essere parziale, se il Sole o la Luna vengono oscurati solo in parte, o totale, se l'oscuramento del disco lunare o solare è completo.La copertura completa della superficie solare ha una durata limitata che va generalmente da un minimo di due a un massimo di sette minuti.Un'eclissi totale molto interessante si è verificata l'11 luglio 1991 in una zona ristretta della superficie terrestre, tra il Golfo del Messico, l'America centrale e parte dell'oceano Pacifico; in quell'occasione la durata dell'oscurità superò i sette minuti e perciò quell'eclissi è risultata essere la più lunga mai osservata. Gli astronomi hanno previsto per l’11 agosto di quest’anno (1999) l’ultima eclissi totale di Sole del Millennio: il Sole verrà coperto dalla Luna per due minuti e 23 secondi; epicentro di tale evento sarà la Romania.L'eclissi totale di Sole rappresenta di gran lunga il fenomeno celeste più affascinante e spettacolare.Questo fenomeno celeste era la grande paura dei nostri antenati, temevano infatti che la luce non potesse più tornare. La più antica eclissi di Sole documentata è babilonese, avvenne nel 763 a.C. Nelle civiltà che divinizzavano il Sole, chi possedeva la capacità di prevedere le eclissi deteneva una straordinaria arma psicologica e poteva far credere di essere in contatto con Dio; di essa s'avvalsero sacerdoti e re.

MARTE

Marte è chiamato il "pianeta rosso" per il colore del suo suolo. La sua superficie varia molto: deserti rocciosi e sabbiosi, catene montuose, lunghi canyon e altipiani. Ai poli si addensano calotte costituite da uno strato di ghiaccio d'acqua ricoperto da uno strato di ghiaccio secco (anidride carbonica solida) che poi in estate si sciolgono. Ha una debole atmosfera composta da anidride carbonica, azoto e argo. A causa dei venti la polvere dà una colorazione rosata all'atmosfera.La sua temperatura media è di -26° C. Marte ha un diametro più piccolo di quello terrestre. L'emisfero settentrionale è pianeggiante, mentre quello meridionale è accidentato e pieno di crateri ad impatto meteoritico. Marte compie la propria rotazione in poco più di 24 ore, la rivoluzione invece dura quasi 2 anni terrestri. Per certi aspetti Marte è paragonabile alla Terra poiché il giorno e la notte durano più o meno come quelli terrestri, e ha simile inclinazione. Su di esso ci sono 4 giganteschi vulcani ora spenti; di questi il Monte Olimpo, 26 km, è il più grande di tutto il Sistema Solare. Fin dal '700 gli studiosi ipotizzavano che su questo pianeta esistesse vita e quindi che si fosse sviluppata una civiltà; oggi grazie alle sonde spaziali si ha la certezza che su Marte non ci sono tracce di vita. Marte possiede 2 satelliti di

piccole dimensioni: Phobos e Deimos scoperti nel 1877.ASTEROIDI

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CANALI DI MARTEUno dei grandi "canali" di Marte, fotografato da un'altitudine di 31 000 chilometri: l'immagine scattata da una sonda del progetto Viking, comprende un'area di circa 2 000 chilometri quadrati ed è stata resa più nitida con l'uso di appositi filtri.

Eclissi totale di Sole, India 1980

Gli asteroidi sono pianetini che girano attorno al Sole in un'orbita che si trova fra quella di Marte e di Giove. Il primo asteroide, che è anche il più grande conosciuto, fu scoperto il 1° gennaio del 1801 dall'astronomo Giuseppe Piazzi, in un'epoca in cui gli astronomi erano alla ricerca di un "pianeta mancante", che si pensava dovesse gravitare tra Marte e Giove. Ma risultò che l'asteroide in questione,

chiamato Cereres, con i suoi 920 km di diametro era veramente troppo piccolo per pretendere di essere un pianeta. Successivamente infatti si scoprirono molti altri asteroidi, e oggi ne sono stati inventariati circa 7 000, le cui dimensioni vanno da qualche decina a qualche centinaio di chilometri. Probabilmente ce ne sono milioni che hanno un diametro inferiore ai 10 km, ma sono troppo piccoli per essere individuati dagli strumenti attuali. Alcuni asteroidi hanno una traiettoria che li porta a sfiorare o a tagliare quella della Terra. La NASA ha recentemente istituito un apposito Ufficio dedicato al problema degli asteroidi "pericolosi". La collisione con la Terra di un asteroide del diametro di solo alcune decine di metri svilupperebbe una quantità di energia pari a quella liberata dall'esplosione di diverse bombe nucleari più potenti di quella che distrusse Hiroshima. L'impatto di un oggetto di 1-2 km di diametro svilupperebbe invece una quantità di energia che

causerebbe una catastrofe di vastissime proporzioni che, in maniera più o meno grave, interesserebbe ogni parte del nostro pianeta. Una quantità di materiale pari a mille volte la massa dell'oggetto impattante e proveniente dall'oggetto stesso e dalla zona del cratere si diffonderebbe nell'atmosfera, generando enormi nubi di polvere e vapore che, diffuse dai venti stratosferici, farebbe piombare il nostro pianeta in una quasi completa oscurità.La probabilità che qualcuno di questi oggetti impatti contro il nostro pianeta è di una collisione ogni cento milioni di anni per oggetti di dimensioni dell'ordine della decina di chilometri, di una ogni qualche centinaio di migliaia di anni nel caso di asteroidi di diametro superiore al chilometro, e di un impatto ogni qualche secolo per oggetti di dimensioni inferiori ai cento metri (come quello responsabile dell'evento di Tunguska).Gli astronomi ritengono che gli asteroidi durante la formazione del Sistema Solare non siano riusciti ad agglomerarsi in un pianeta a causa delle perturbazioni gravitazionali del vicino Giove.

GIOVE

Giove dista dal Sole 778 milioni di chilometri; è fra i pianeti giganti il più vicino alla Terra ed il più grande di tutti. Nel suo caso la qualifica di "gigante" è perfettamente giustificata: infatti la sua massa è maggiore del doppio della massa totale degli altri pianeti, mentre il suo diametro è più di 11 volte quello della Terra. Se lo vogliamo comparare al nostro pianeta dobbiamo dire che Giove è simile ad un'arancia in confronto ad un pisello.Questo immenso globo pesa 310 volte più della Terra e, benché la sua densità sia minore, il peso degli oggetti risulta due volte e mezzo maggiore che sulla Terra. Giove ha caratteristiche molto diverse dal nostro pianeta: esso ruota attorno al proprio asse con una prodigiosa rapidità, tanto che il suo giorno ha una durata di sole 10 ore circa; in compenso l'anno di Giove eguaglia quasi 12 dei nostri. Poiché la rotazione è più rapida all'equatore che alle alte latitudini, si deduce che Giove non è un corpo solido.Molti scienziati si chiesero se Giove è un pianeta o una stella perché all'inizio del 1965 si accorsero che da Giove provenivano forti emissioni di onde radio, cosa che in realtà è del tutto comune nelle stelle. Giove, data la sua enorme distanza dal Sole, riceve una quantità minima di calore, tanto è vero che la sua temperatura atmosferica è di 120 °C sotto zero. Irraggia nello spazio più energia di quanta ne riceve dal Sole; siccome i pianeti non hanno sorgenti di energia propria al di fuori di quella ricevuta

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La dimensione di alcuni asteroidi rispetto alla Luna

L'asteroide Gaspra visto dalla sonda Galileo il 29-10-1991

dal Sole, gli scienziati conclusero che Giove assomigliava più a una stella che a un pianeta. Il mistero fu svelato quando gli scienziati capirono che Giove è soggetto a una piccola contrazione, circa un millimetro per anno, sufficiente però a determinare un'emissione di energia superiore a quella ricevuta dal Sole.Nell'atmosfera di Giove sono presenti piccole quantità di metano e ammoniaca; inoltre, è probabile che siano presenti anche gas leggeri, come l'idrogeno e l'elio, in forte percentuale. Non si sa esattamente quale sia l'estensione dell'atmosfera di Giove; essa deve essere comunque molto spessa, almeno 10 mila chilometri. Nello strato atmosferico che circonda Giove si riesce a distinguere, per mezzo del telescopio, un certo numero di zone nuvolose, alternativamente chiare e scure, disposte in senso parallelo all'equatore.

L'aspetto di queste zone non è costante, ma diventa spesso molto irregolare, come se l'atmosfera di Giove fosse sottoposta a qualche violento sconvolgimento, si hanno poi periodi di calma più o meno lunghi.Una delle formazioni più stabili che appaiono sulla superficie di Giove è la macchia rossa, una chiazza di forma ovale, lunga circa 39 mila chilometri e larga circa 14 mila, che si trova nell'emisfero Sud. Questa macchia ha la caratteristica di cambiare frequentemente posizione e colore.Non si sapeva se la macchia rossa fosse un corpo solido che si trovava sulla superficie di Giove, oppure se fosse una configurazione permanente dell'atmosfera o, infine, un corpo solido che galleggiasse nell'atmosfera.Le sonde Voyager 1 e 2 accertarono essere un uragano dall'intensità più o meno violenta che dà alla macchia una colorazione variabile dal rosso sino a degradare ad un arancio pallido. Queste sonde nel 1979 rivelarono anche la presenza di un anello, spesso soli 4 km, e situato a circa 60 000 km dalla sommità delle nubi dell'atmosfera del pianeta.Giove ha 17 satelliti, più di tutti gli altri pianeti, e sono molto diversi uno dall'altro per aspetto e caratteristiche. Sono: Amaltea, Io (ricco di vulcani attivi e privo di crateri), Europa e Ganimede (quasi completamente ricoperti di ghiaccio), e Callisto.La scoperta dei primi satelliti si deve al grande Galileo, che li osservò con il telescopio nell'inverno 1609-10.Al telescopio, Giove appare come un disco appiattito molto luminoso, più brillante perfino di Sirio, che è la stella più luminosa del cielo.

SATURNO

Secondo pianeta del Sistema Solare per massa e dimensioni, il volume di Saturno è circa 700 volte quello della Terra. Ruota intorno al proprio asse in circa 10 ore e impiega 29 anni a orbitare intorno al Sole, da cui dista 1 418 milioni di chilometri (10 volte circa più della Terra). L'atmosfera è costituita prevalentemente di idrogeno ed elio, e in minima parte di metano e ammoniaca. La temperatura media

superficiale si aggira sui -170° C. E' stato inoltre accertato dalle sonde Voyager e Pioneer che pure Saturno genera energia interna per contrazione.L'anello luminoso di Saturno è formato da tre fasce concentriche: una interna, oscura e trasparente,

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SATURNOScattata dalla Voyager 1, il 18 ottobre 1980 a una distanza di circa 34 milioni di chilometri dalla Terra.

Il Voyager

una mediana più brillante del pianeta stesso, e la terza, meno luminosa e di colore grigiastro. Ciò che a Galileo era apparso come un complesso di tre stelle, era in realtà costituito dal pianeta Saturno e dagli anelli che lo circondano.Fu l'astronomo olandese Chrystiaan Huygens che nel 1660 scoprì la vera natura dell'anello di Saturno usando un cannocchiale più potente di quello di Galileo.Quello che tutti chiamano "anello" è composto da vari anelli concentrici, separati da zone di spazio vuoto.Il sistema degli anelli si estende nel piano equatoriale del pianeta per circa 65 000 km, lo spessore invece è molto ridotto, non supera i 50-60 km.Sembra ormai accertato che il sistema di anelli di Saturno sia costituito da una miriade di minuscole particelle che si muovono indipendentemente l'una dall'altra, seguendo orbite che giacciono tutte sullo stesso piano.Queste particelle sono sparpagliate, come dimostra il fatto che i satelliti di Saturno rimangono ancora parzialmente visibili anche quando vanno in eclissi entro l'ombra degli anelli.L'origine degli anelli è ancora incerta e, per ora, si considerano possibili due ipotesi: disgregazione di un satellite che si è avvicinato troppo al pianeta o

materiale primordiale che, per la vicinanza al pianeta on si è potuto riunire in un unico corpo.Le analisi spettroscopiche dimostrano che le particelle che compongono Saturno sono ricoperte da uno strato di ghiaccio a bassa temperatura, al di sotto si troverebbe una massa solida, formata da ammoniaca congelata.Le dimensioni delle particelle vanno da un minimo di pochi millimetri a un massimo di diversi chilometri di diametro.Saturno ha 23 satelliti, I nove maggiori sono Mimas, Encélado, Teti, Dione, Rea, Titàno, Iperione, Japeto, Febe. Titano è l'unico dotato di atmosfera.

URANO

Urano è il settimo pianeta del Sistema solare. Impiega nel moto di rivoluzione 84 anni e 7 giorni, nel moto di rotazione 10 ore e 49 minuti. Ha una distanza dal Sole di 2 869 600 000 km. Ha un diametro

equatoriale di 50 800 km ed è circondato da un'atmosfera contenente ammoniaca e metano. La sua temperatura media è molto bassa: circa -200° C.Urano fu scoperto nel 1781 dall'astronomo Heschel; è uno dei pianeti che non si può vedere ad occhio nudo. Il 28 gennaio del 1986 la navicella spaziale Voyager inviò a Terra immagini ravvicinate del pianeta grazie alle quali è stato possibile conoscere la sua superficie, che è composta da gas e ghiaccio. Urano ha 15 satelliti; i primi cinque scoperti si chiamano: Umbriel, Miranda, Titania, Oberon e Ariel dei quali uno è difficilmente visibile.Il 10 marzo del 1977 è stato scoperto che il

pianeta è circondato da una serie di anelli che non sono ben visibili dalla Terra anche con telescopi potenti.Urano, come Venere, a differenza della maggior parte degli altri pianeti fino ad adesso conosciuti, ruota in senso orario. Un'altra caratteristica, che contraddistingue Urano, è la posizione del suo asse, inclinato rispetto al piano della sua orbita di soli 8°, per cui esso viene a trovarsi con i poli che si alternano verso il Sole.

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Particolare degli anelli di Saturno

NETTUNO

Nel 1846 diversi scienziati, dopo la scoperta di Urano, studiarono approfonditamente questo pianeta, fecero calcoli sulla sua distanza, sulla sua massa, sul suo moto e via dicendo. Quando però cominciarono a confrontare i risultati ottenuti con le fondamentali leggi della meccanica celeste si accorsero che qualcosa non tornava: l'orbita descritta da Urano era diversa da quella che avrebbe dovuto essere, come se ci fosse un altro corpo celeste che esercitava una certa attrazione su di lui, tanto da modificarne il percorso.L'astronomo francese Le Verrier calcolò con precisione l'orbita del pianeta sconosciuto che pochi mesi dopo, sulla base dei suoi calcoli, l'astronomo tedesco Galle riuscì a localizzare. Fu chiamato Nettuno. Nettuno sembra essere il fratello gemello di Urano, per quanto riguarda le caratteristiche fisiche, essendo appena leggermente più piccolo e più pesante. Lontanissimo dal Sole e immerso nel gelo dello spazio siderale (la temperatura superficiale deve essere prossima ai - 200°C), Nettuno appare come un disco assai ridotto di dimensioni e poco illuminato, colorato di un opaco verde-azzurrognolo e percorso da vaghe fasce di colore più oscuro, più o meno parallele all'equatore.Nettuno possiede 8 satelliti. Due di questi, Tritone e Nereide, presentano delle caratteristiche veramente straordinarie.Tritone è il più grande di tutti i satelliti conosciuti nel Sistema Solare con i suoi 5 000 km di diametro e si trova distante da Nettuno quasi quanto la Luna si trova distante dalla Terra (circa 354 mila km). Questo grande luminoso satellite venne scoperto da un astronomo dilettante l'inglese William Lassell.Invece Nereide ha un diametro di appena 300 km, e rimane molto lontano dal suo pianeta-madre, muovendosi in un orbita straordinariamente allungata che fa variare la sua distanza da un minimo di 1 325 000 km a un massimo di 9 700 000 km; l'orbita di Nereide è la più eccentrica tra tutte le orbite dei satelliti.

PLUTONE

Plutone è stato scoperto solo nel 1930.Questo pianeta è un po' più piccolo della Luna; le sue dimensioni e la particolarità dell'orbita fanno pensare che questo corpo possa essere stato in origine un satellite di Nettuno, sfuggito all'attrazione del pianeta e assestatosi su un'orbita eccentrica attorno al Sole. Alcuni studiosi ritengono che il "vero" pianeta ultimo sia Tritone, oggi satellite di Nettuno, e che tra i due corpi ci sia stato, in passato,

uno"scambio" di posizioni. Plutone riceve pochissimo calore dal Sole: la sua temperatura è così bassa (circa - 230°C) che nessun composto può trovarsi allo stato gassoso. La rotazione avviene in circa 6 giorni terrestri e l'intera orbita viene percorsa in 249 dei nostri anni. Plutone è praticamente invisibile nel cielo: con i più potenti telescopi lo si osserva come un oggetto debolmente luminoso. Nel 1978 fu scoperto Caronte (diametro 800 km) il satellite di Plutone che ruota a circa 20 000 km dal suo pianeta. Ogni rivoluzione di Caronte dura quanto la rotazione di Plutone. Plutone percorre la sua orbita ai limiti del Sistema Solare a una distanza

media di 6 miliardi di chilometri dal Sole.Questo corpo ha un'orbita molto eccentrica (allungata su un piano fortemente inclinato rispetto a quello delle orbite degli altri pianeti). In alcune fasi, Plutone può trovarsi più vicino al Sole di Nettuno ma, all'estremo opposto del suo cammino, esso si trova ad una distanza dal Sole di più di 7 miliardi di chilometri.

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Nettuno e Tritone

METEORITI

Intorno al Sole, oltre ai pianeti e ai satelliti, ruotano una grande quantità di oggetti celesti. La maggior parte è troppo distante per essere percepibile dalla Terra, ma può accadere che alcuni diventino visibili. I più piccoli sono i meteoroidi (pezzo di roccia o pietra che vaga nello spazio), che variano dalle dimensioni di un puntino a quelle di un sasso. Si vedono solo quando attraversano l'atmosfera terrestre formando le stelle cadenti.Le piogge meteoriche sono visibili tutto l'anno, anche se il fenomeno assume particolare intensità in due periodi dell'anno: verso il 10 agosto e il 16 novembre. Quelle di agosto sono dette Persèidi perché appaiono in direzione della costellazione del Perseo; quelle di novembre, Leonidi, perché in direzione della costellazione del Leone.Il 10 agosto 1972 un oggetto del presumibile diametro di 20-30 metri attraversò il cielo del Canada occidentale e la gigantesca palla di fuoco provocata dall'interazione dell'oggetto con gli strati alti dell'atmosfera fu osservata da molte persone.Gli astronomi chiamano questi corpi meteore quando precipitano nell'atmosfera; meteoriti quando cadono sulla Terra (o su altro pianeta o satellite, come la Luna). Le meteoriti possono arrivare a Terra compatte o esplodere violentemente.Sulla superficie della Terra sono stati scoperti finora più di 150 crateri da impatto, che in taluni casi raggiungono dimensioni di 300 km. La loro età varia, ne esistono di relativamente giovani e di molto antichi. Per esempio il Meteor Crater, in Arizona, risale a meno di 50 000 anni fa, ha un diametro di circa 1 200 metri ed è profondo 200 metri. L'erosione dovuta agli agenti atmosferici non ha modificato molto la sua struttura.L'enorme cratere Manicougan (Canada) ha un diametro di 100 km ed è molto antico: la sua origine risale a circa 210 milioni di anni fa.Recentemente un gigantesco bacino di impatto (il cratere di Chixculub) è stato scoperto nella regione settentrionale della penisola dello Yucatán, in Messico. La sua età è stata stimata in circa 65 milioni di anni, ed è proprio in quell'epoca che i giganteschi dinosauri e altre specie biologiche scomparvero improvvisamente dalla faccia della Terra. La maggior parte dei ricercatori attribuisce queste estinzioni di massa all'impatto con la Terra di un asteroide del diametro di circa 10 km. A conferma di ciò è stato

trovato un sottile strato geologico ricco di iridio (metallo del gruppo del platino), la cui età coincide con quel periodo che segnò il passaggio dall'era del Cretaceo al Terziario.La seconda catastrofe globale sembra essersi verificata circa 10 000 anni fa, periodo in cui si estinsero anche i mammut.L'evento più recente relativo alla caduta di un corpo celeste si è verificato nel 1908 ed è conosciuto come il fenomeno di Tunguska. Alla fine di giugno di quell'anno un meteoroide (molto probabilmente un frammento di asteroide) delle dimensioni di circa 50 metri esplose nell'atmosfera a un'altezza di circa 7 000 metri al di sopra della Siberia centrale. Quasi tutti gli alberi vennero abbattuti in un raggio di circa 40 km dall'epicentro del fenomeno, e la scia luminosa lasciata dal bolide fu osservata fino a distanze superiori a 1 000 km. Secondo le stime fatte in

seguito, l'energia liberata dall'esplosione fu equivalente a 1 000 volte l'energia della bomba atomica esplosa su Hiroshima. Nel 1947 migliaia di tonnellate di materiale di esplosione meteoritico piovvero sulla Siberia, aprendo

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Meteor Crater, Arizona

un cratere di 30 m. Il 23 marzo 1989 un piccolo asteroide, fino ad allora sconosciuto, incrociò l'orbita della Terra in un punto in cui il nostro pianeta era passato appena sei ore prima. L'oggetto fu scoperto quando ormai si stava allontanando. Se fosse entrato in collisione con la Terra, da cui passò a soli 690 000 km (due volte circa la distanza Terra-Luna), il cratere che si sarebbe formato avrebbe avuto un diametro di circa 16 km e una profondità non inferiore ai 1 500 metri; l'onda d'urto provocata dall'esplosione conseguente all'impatto avrebbe spazzato via ogni cosa sulla superficie terrestre in un raggio di 160 km. La sua caduta nell'oceano avrebbe causato un'onda di tsunami (onda di maremoto frequente sulle coste del Giappone e nelle altre regioni dell’Oceano Pacifico) alta diverse centinaia di metri.Nel luglio 1994 è stato possibile assistere a un evento eccezionale, unico nella storia dell'astronomia: l'impatto su Giove dei frammenti della cometa Shoemaker-Levy 9. Questo evento mostrò in maniera spettacolare che la collisione di piccoli oggetti con i pianeti rientra nella normalità del processo evolutivo del nostro sistema planetario.L'uomo comunque oggi dispone dei mezzi necessari per proteggersi da tali fenomeni. Esistono vari metodi per evitare una collisione cosmica: disintegrazione dell'oggetto pericoloso per mezzo di un'esplosione nucleare, dislocazione su di esso di razzi che una volta azionati siano in grado di perturbare la sua orbita, uso di laser di potenza per cambiare la traiettoria del potenziale "killer".E' stato stimato che, disponendo di una rete di 5-6 telescopi a grande campo dislocati a diverse latitudini e longitudini, sarebbe possibile scoprire più del 90% di questi oggetti con diametro superiore al chilometro in un periodo di 25 anni.

COMETE

Le comete sono corpi celesti molto diversi dalle stelle e dai pianeti. Risultano formate di un nucleo brillante circondato da una aureola o chioma luminosa; al nucleo segue molto spesso una coda formata di materia cosmica gassosa e luminescente, che può essere lunga fino a 300 milioni di chilometri, e che si sviluppa in direzione diametralmente opposta a quella del Sole. La formazione della coda sembra dovuta alla forza repulsiva esercitata sui gas e sulle particelle della coda stessa dalla

radiazione solare. Le comete descrivono intorno al Sole delle orbite fortemente ellittiche cosicché si rendono visibili soltanto nei periodi in cui si avvicinano al Sole e nei quali diventano più brillanti, per poi scomparire quando se ne allontanano. Le comete si distinguono in periodiche e non periodiche.

Le prime, dopo un certo numero di anni tornano visibili; le altre invece dopo essere apparse una volta scompaiono definitivamente, perché non compiono un'orbita chiusa, oppure perché si disgregano in polvere cosmica, o il loro periodo è talmente lungo che non lo si è potuto calcolare. Tra le comete periodiche, una delle più note è quella di Halley (1705), il cui periodo è di 76 anni circa; altre sono: la cometa di Biela che, fino al 1846 (anno in cui si spezzò in due parti), era visibile ogni 6 anni e mezzo; la cometa di Enke che ha un periodo di tre anni e 1/3; la cometa di Donati, apparsa nel 1858 (ha un periodo lunghissimo; secondo i calcoli dovrebbe riapparire verso il 4 000); la cometa di Giacobini (1906); la cometa di Daniel (1907), la cometa di Arend Roland (1956); quella di Mrkos (1957).La materia, gas e polveri, che costituisce la chioma e la coda si libera dal nucleo quando la cometa si avvicina al Sole.La chioma della cometa di Halley è stata attraversata nel 1986 dalla sonda spaziale europea Giotto che l'ha fotografata analizzandone la composizione. Il nucleo è costituito in gran parte da ghiaccio frammisto a polveri.Da un articolo di Giovanni Caprara, tratto dal Corriere della Sera del 15-3-1986“...Fred Whipple, il vecchio astronomo dell’Università di Harvard, aveva ragione: Giotto è una “palla

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HALLEY,Fotografia scattata a Honululu nel 1910. Il nome della cometa proviene da un astronomo inglese Edmond Halley che la studiò nel 1682, dimostrandone l'appartenenza al Sistema Solare.

sporca di ghiaccio”. La notte della cometa al Centro spaziale di Darmstadt era trascorsa tra la crescente soddisfazione degli scienziati presenti, tra cui il padre dell’origine delle comete, il vecchio astronomo olandese Oort. E l’entusiasmo cresceva a mano a mano che la sonda, entrata nella chioma di Halley, continuava imperterrita a trasmettere dati e immagini ricche di colori.La sonda era stata progettata per arrivare a 540 km dal nucleo con gli strumenti in funzione ed infatti gli apparati hanno analizzato Halley fino a 670 km, quindi con uno scarto di appena 130 km. La telecamera, inoltre, ha ripreso l’astro sino ad una distanza di 1 500 km mandandoci 2 000 fotogrammi. E con essi si è potuto stabilire che la cometa ha una strana forma di patata alta 15 km e larga 4 e che la sua superficie è inaspettatamente nera e rugosa. Il professor Ezio Bussoletti dell’Università di Lecce, uno dei costruttori dello

strumento che, sistemato sullo scudo di Giotto, doveva misurare le particelle che si abbattevano su di esso, ci ha spiegato che i primi impatti sono stati registrati quando la sonda era lontana 250 000 km dall’obiettivo. A circa 1 000 km dal nucleo si è assistito ad una vera scarica violenta di polvere, era come avere davanti un muro. Così negli ultimi cinque minuti abbiamo potuto contare circa centomila particelle per metro quadrato che pesavano dal centesimo di miliardesimo di grammo al centomilionesimo di miliardesimo di grammo. Sembrava quantità irrilevante, ma la violenza di questi corpuscoli era tale da riuscire a forare per 150 volte lo schermo protettivo in diversi punti. Ma nonostante la terribile grandinata di materia, Giotto superava la prova e, 34 minuti dopo un’interruzione dei segnali, un black-out tecnico probabilmente dovuto allo spostamento del piatto dell’antenna a causa degli urti violenti, le antenne di Darmstadt tornavano a riascoltare la voce di Giotto, che era uscita quasi indenne dal tuffo nella chioma di Halley...”Le comete hanno origine in una zona sferica, detta nube di Oort, che circonda tutto il Sistema Solare, a una distanza compresa tra 40 000 e 150 000 Unità Astronomiche dal Sole. Si tratta della nube di

polvere di gas che in tempi lontanissimi 4 o 5 miliardi di anni fa, diede origine al Sistema Solare. Occasionalmente, i corpi che la costituiscono, tutti con orbite molto allungate, possono giungere in prossimità di un pianeta che ne perturba l'orbita e li trasforma in comete. La metamorfosi in cometa di un corpo della nube di Oort può però essere prodotta dall'azione di qualche stella vicina.Le comete prendono il nome di chi le scopre o di chi ne calcola l'orbita per primo, come nel caso della cometa di Halley, chiamata anche P/Halley, dove P sta per periodica. Non appena viene segnalata, la cometa prende anche una sigla provvisoria formata dall'anno della scoperta seguito da una lettera minuscola, a, b, c… Se viene avvistata contemporaneamente da più di un astronomo o astrofilo, prende il nome di tutti gli scopritori; se poi uno studioso ne ha avvistate diverse al suo nome è unito un numero progressivo. Per esempio, la cometa suicida che nel 1994 si gettò su Giove è stata chiamata Shoemaker-Levy 9 perché era stata la nona cometa avvistata da Shoemaker e da Levy nel 1993. Una volta calcolata l'orbita, la cometa prende un nome definitivo costituito dall'anno del passaggio al perielio seguito da un numero romano. Così la cometa Kohoutek prese il nome 1974 XII, perché fu la dodicesima a raggiungere il perielio nel 1974.

Due anni fa tutti abbiamo potuto osservare la cometa Hale-Bopp. Abbiamo elaborato delle notizie su questa cometa da un articolo di Walter Ferreri apparso il 12 marzo 1997 sull'inserto de La Stampa, Tuttoscienze.

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Ripresa del 1986, dalla sonda spaziale "Giotto".

Arazzo di Bayeux (part.) - La cometa che gli astronomi stanno osservando è stata identificata in Halley

Giotto, L’adorazione dei Magi

"… La cometa Hale-Boop venne scoperta da Alan Hale e Thomas Bopp il 23 luglio del 1995 e perciò porta i loro nomi. A stupire subito i ricercatori fu la sua notevole luminosità, benché si trovasse oltre un miliardo di chilometri. Avvicinandosi al Sole e alla Terra, la Hale-Bopp è cresciuta abbastanza regolarmente in luminosità divenendo poco per volta un astro magnifico. Come previsto, ha sviluppato una coda (anzi più code) relativamente lunga e ben visibile a occhio nudo. Durante l'autunno del 1995, la cometa mostrò una serie di esplosioni. Comunque, da allora sino all'inizio di luglio 1996, la Hale-Bopp aumentò notevolmente in luminosità. Ma, dopo la prima settimana di luglio, l'aumento cessò per i seguenti tre mesi e mezzo. Di nuovo

si ebbe un cambiamento intorno al 15 ottobre, quando la cometa iniziò ad aumentare di brillantezza come un corpo solido privo di gas (ad esempio un asteroide). Infine, dalla metà di novembre, la luminosità subì un brusco aumento: ciò che tutti si attendevano. Secondo Marsden, uno dei più grandi studiosi di comete a livello internazionale, la Hale-Bopp è una delle comete più brillanti mai viste così lontane dal Sole. Tra le comete addentratesi all'interno dell'orbita della Terra, occorre risalire indietro fino al 1577 per trovarne una intensamente più brillante! La cometa del passato che più di ogni altra ricorda la Hale-Bopp è la Grande Cometa del 1811, che rimase visibile a occhio nudo per lungo periodo di tempo. I calcoli ci dicono che la cometa Hale-Bopp passerà nel punto più vicino alla Terra il 22 marzo, allora si troverà a 196 milioni di chilometri dal nostro pianeta; una distanza considerevole, superiore a quella che ci separa dal Sole. Rispetto al Sole, la Hale-Bopp avrà il passaggio più ravvicinato (cioè passerà al perielio) il 1 aprile, a 136 milioni di chilometri. Questo significa che verrà a trovarsi tra l'orbita della Terra e quella di Venere. Il piano in cui si muove questo astro insolito è inclinato di circa 90° rispetto a quello della Terra; la cometa appare arrivare da Sud, dirigersi verso Nord e quindi ripiombare nel cielo australe. Ma per nostra fortuna, il periodo di maggiore visibilità corrisponde alla posizione boreale, favorendo gli osservatori situati nell'emisfero settentrionale. In questo periodo (dal 5 marzo al 1 aprile) la cometa è così boreale da essere visibile sia al mattino sia alla sera!… In molte città italiane il 5 aprile si spegnerà l'illuminazione pubblica per due ore per favorire l'osservazione da parte del grande pubblico.Uno spettacolo inconsueto si è presentato a coloro che si sono recati a osservare l'eclisse totale di Sole del 9 marzo nelle gelide regioni del Nord della Mongolia e nella Siberia orientale: hanno potuto vedere la Hale-Bopp profilarsi 46° a Nord del disco del Sole eclissato. E' raro osservare una cometa durante un'eclisse di Sole; l'ultima volta avvenne nel 1948. All'inizio della primavera (20 marzo) la cometa, che si muove verso Ovest, si troverà a ben 45° a Nord del Sole. Da quella data sarà più alta sull'orizzonte al tramonto anziché all'alba; diciamo che sarà più un astro della sera molto più comodo da osservare. In quegli stessi giorni la Luna quasi piena ostacolerà l'osservazione della coda, ma un piccolo break avrà luogo il 24, quando una provvidenziale eclisse di Luna toglierà al nostro satellite naturale gran parte del suo bagliore. Insomma, un fenomeno nel fenomeno!”

COMPOSIZIONE DELLA MATERIA

Tutta la materia dell'universo è data dalla composizione di 92 elementi base, ed ogni elemento base, una volta portato ad adeguata temperatura, emette luce a certe caratteristiche lunghezze d'onda, anche allo stato gassoso.La luce viene considerata come un'onda in movimento, simile all'onda del mare, con creste e avvallamenti.La distanza tra due creste vicine di un'onda di luce si dice lunghezza d'onda.La luce visibile copre un intervallo di diverse lunghezze d'onda, le quali corrispondono a diversi colori: rosso, arancio, giallo, verde, azzurro, indaco, viola.Un raggio che dall'aria entra in un prisma di cristallo si scompone in una banda di colori come

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Hale-Bopp

l'arcobaleno: così si ottiene lo spettro solare. Per misurare lunghezze molto piccole si usa una particolare unità di misura, l'ångström, che si abbrevia con il simbolo Å. L'ångström vale un centomilionesimo di centimetro (si scrive 10-8 cm ).La luce con lunghezza d'onda maggiore del rosso si chiama infrarosso.La luce con lunghezza d'onda minore del viola si chiama ultravioletto. Ambedue non sono visibili dall'occhio umano. La luce bianca che riceviamo dal Sole è data dalla sovrapposizione dei colori: rosso, arancio, giallo, verde, azzurro, indaco e viola.Quando un raggio luminoso passa da un mezzo trasparente in un altro devia; è questo fenomeno di rifrazione che ci dà l'illusione, quando siamo in barca, di vedere il remo piegato ad un angolo nel punto in cui si immerge nell'acqua. Per meglio osservare e guardare i vari colori degli elementi gli scienziati usano lo spettroscopio, che permette quindi di scoprire gli elementi che costituiscono la materia dei vari corpi celesti.

STORIA DELL’ASTRONOMIA

Il cielo è sempre stato al centro dell'attenzione dell'uomo. Nella preistoria i pastori che vegliavano all'aperto di notte furono i primi astronomi.Già a quei tempi gli uomini si accorsero che le stelle non erano immobili, ma si muovevano intorno a un punto fisso, la stella Polare. Altri punti luminosi che si muovevano diversamente furono chiamati "pianeti", cioè corpi erranti; probabilmente senza rendersi conto dei moti apparenti.Monumenti megalitici risalenti a 4 000 anni fa documentano comunque le già elaborate conoscenze di astronomia delle prime civiltà e l'intreccio fra osservazioni dirette, sentimenti e interpretazioni religiose dell'uomo. Il tempio del Sole a Stonehenge consisteva in una prima cerchia di trenta monoliti (dal greco “Monos", uno) sormontati e congiunti da grosse pietre d'architrave.Il tempio potrebbe essere servito anche come osservatorio, infatti l'asse del cerchio dei monoliti è allineato con il sorgere del sole nel solstizio d'estate e il cerchio dei buchi all'interno del tempio potrebbe essere servito anche da modello semplificato per i movimenti del Sole e della Luna, al fine di prevedere addirittura le eclissi.Sicuramente però gli allineamenti per i popoli del neolitico avevano più un significato simbolico-religioso che scientifico.I Cinesi già 27 secoli a.C. avevano raccolto una quantità impressionante di osservazioni astronomiche che, purtroppo, sono andate nella loro quasi totalità perdute. Essi conoscevano molte costellazioni dell'emisfero boreale, riuscivano a prevedere le eclissi e sapevano fare con esattezza il calcolo del tempo. I Cinesi, inoltre, fino al IV secolo a.C., usarono l'anno solare di 366 giorni.

Non meno numerose e importanti furono le conoscenze astronomiche degli antichi Indiani, come si può desumere dai loro libri sacri, i Veda, che risalgono al X secolo a.C. Anche i sacerdoti Babilonesi erano in grado di predire le eclissi. I Babilonesi costruirono le ziggurat, piramidi a terrazze poste l'una sull'altra sino all'ultima dove si trovava il tempio e da dove era possibile osservare meglio il cielo stellato. Poiché non ci si rendeva conto del modo in cui i sacerdoti erano giunti a fare tali profezie, il popolo credeva che fossero i sacerdoti stessi a ordinare alla Luna ed al Sole di oscurarsi. Intorno al 600 a.C. essi

determinarono le date dei solstizi e degli equinozi, calcolarono il corso dei pianeti, tracciarono le orbite del Sole e della Luna, divisero l'eclittica nelle 12 costellazioni e disegnarono una mappa del cielo stellato, furono i primi ad usare il sistema sessagesimale nella misura del tempo. La conseguenza di queste conoscenze astronomiche fu che i Babilonesi poterono compilare un calendario molto preciso. Tutte queste suddivisioni, con qualche variazione, sono rimaste nell'uso fino ai nostri giorni. Nella storia dell'astronomia, un posto notevole è occupato dagli Egizi. Essi, 18 secoli prima di Cristo, sapevano distinguere le stelle dai pianeti e avevano fatto importanti studi sul calendario, introducendo l'anno solare di 365 giorni e 1/4; conoscevano inoltre la settimana. Le grandi piramidi, costruite

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Stonehenge

almeno 30 secoli a.C., erano perfettamente orientate rispetto al cammino del Sole e alla posizione del Polo celeste, infatti per i loro calcoli gli astronomi egiziani spesso si servivano della stella Polare, sempre fissa nel cielo.I grandi filosofi dell'antica Grecia furono anche grandi studiosi di astronomia.Talete di Mileto (624-548 a.C.) intuisce la sfericità della Terra, predice un'eclissi di Sole, calcola in modo approssimativo le dimensioni del Sole, della Luna e della Terra.Pitagora (VI secolo a.C.) afferma che la Terra non è un disco piatto, ma un globo.Platone (IV secolo a.C.) avanza l'ipotesi di una Terra di forma sferica rotante su se stessa.Democrito (IV secolo a.C.) pensa che la Via Lattea sia costituita da nubi di stelle.Aristarco da Samo (III secolo a.C.) colloca il Sole al centro del mondo, con i pianeti che gli ruotano intorno e determina il rapporto tra le distanze della Luna e della Terra.Eratostene, nel 230 a.C. fa il mirabile calcolo della lunghezza di un meridiano terrestre.Ipparco da Nicea (II secolo a.C.) scopre il fenomeno della precessione degli equinozi (movimento dell'asse terrestre che descrive in 26 000 anni un cono) e costruisce un primo catalogo stellare.Claudio Tolomeo (II secolo a.C.) nella sua opera Almagesto

riassume tutte le conoscenze astronomiche del tempo, calcola con esattezza le eclissi di Luna e di Sole, impone la teoria geocentrica che dominerà fino alla grande rivoluzione scientifica di Copernico, Galilei e Keplero.Niccolò Copernico (1473-1543) afferma con la sua teoria eliocentrica che il Sole è il centro dell'universo e che la Terra si muove intorno, come gli altri pianeti, descrivendo orbite pressoché circolari.Galileo Galilei (1564-1642), il creatore del metodo sperimentale, con il suo cannocchiale che non superava i 30 ingrandimenti, scopre le macchie solari, la rotazione del Sole, le fasi di Venere, i primi quattro satelliti di Giove e conferma la teoria eliocentrica.Giovanni Keplero (1571-1630) elaborò le tre leggi sul moto dei pianeti.Edmondo Halley (1656-1695) lega il suo nome ad una famosa cometa periodica.Cristiano Huygens (1629-1695) scopre, con il suo perfezionato cannocchiale, gli anelli di Saturno.Domenico Cassini (1625-1712) accerta la rotazione di Giove e di Marte e l'esistenza di quattro nuovi satelliti di Saturno.Isacco Newton (1642-1727) fisico inglese, fondatore della meccanica, formulò la legge di gravitazione universale.Giuseppe Piazzi (1746-1826), autore di un grande catalogo stellare, scopre nel 1801, dal suo Osservatorio di Palermo, un asteroide che chiamerà Cerere.Urbano Le Verrier (1811-1877) scopre, grazie ad un calcolo matematico, l'esistenza del pianeta Nettuno.Giovanni Schiaparelli (1835-1910) studioso di Marte, ne scopre i "canali" già intravisti da un altro grande astronomo italiano, Padre Angelo Secchi, direttore dell'Osservatorio Vaticano.Alberto Einstein (1879-1955) scienziato tedesco, agli inizi del 1900 formulò una nuova teoria, quella della Relatività che permise di spiegare alcuni fenomeni che risultavano ancora incomprensibili. La teoria della Relatività è una delle teorie più complesse che capiremo e sapremo quindi spiegare quando continueremo i nostri studi all'Università.Il XX secolo è stato caratterizzato dalla conquista dello spazio.

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Miniatuta del XIII SEC. conservata nella Biblioteca Nazionale di Parigi, dov'è rappresentato un astronomo del Medioevo che solleva un astrolabio verso il firmamento.

CONQUISTA DELLO SPAZIO

La voglia di conoscere e di sapere ha spinto l'uomo ad inventare macchine che lo potessero aiutare a varcare i confini dello spazio.Uno dei primi strumenti costruiti dagli antichi per studiare le stelle fu l'astrolabio: serviva a calcolare l'altezza degli astri sull'orizzonte e la distanza tra due stelle.Col passare del tempo, l'astrolabio fu perfezionato con l'aggiunta di altri ingegnosi strumenti, ma per usarlo occorreva una buona vista: gli occhi rimanevano l'unico mezzo per esplorare il cielo.Un grande progresso dell'astronomia si ebbe circa 400 anni fa, quando Galileo Galilei costruì il primo cannocchiale astronomico, con il quale gli astri si vedevano molto ingranditi. Lo strumento costruito da Galileo è l'antenato dei moderni telescopi, enormi apparecchi installati negli osservatori capaci di ingrandire migliaia di volte la porzione di cielo prescelto.Sul monte Paranal in Cile stanno per entrare in funzione i quattro telescopi di 8,2 metri di diametro che costituiranno il Very Large Telescope (VLT), il più grande telescopio terrestre.Oggi disponiamo anche di un telescopio spaziale chiamato Hubble che ci permette di vedere fino a una distanza di 14 miliardi di anni luce, mentre con i telescopi terrestri possiamo esplorare fino alla distanza di 2 miliardi di anni luce. Ultimo nato tra gli strumenti astronomici è il radiotelescopio, che serve a ricevere i segnali elettromagnetici emessi da corpi celesti lontanissimi. Anche senza vederli, è possibile così percepire l'esistenza di nuovi astri attraverso le loro radiazioni.Tra tutte le macchine a propulsione finora mai costruite, il missile è unico nel suo genere. Fu inventato ben prima di altre macchine, originariamente come arma da guerra: testimonianze indicano che i cinesi impiegarono il missile in una battaglia del 1232 e che potrebbe essere stato inventato 200 anni prima. Questa antica origine si spiega con il fatto che il suo funzionamento è basato su un principio estremamente semplice e, tuttavia, sempre valido e attuale, al punto di essersi dimostrato l'unico idoneo per la propulsione di un veicolo attraverso lo spazio.In un razzo semplice, il combustibile, bruciando, libera grossi volumi di gas, espulsi attraverso lo scarico posteriore che spinge il razzo in avanti. La propulsione del razzo è spiegata dal terzo principio della dinamica di Newton: a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Il razzo esercita una forza all'indietro sul gas (azione), e questa esercita di rimando una forza eguale, ma in avanti sul razzo (reazione); è, quindi, la spinta del gas a far muovere il razzo. I motori a reazione funzionano similmente ma con una importante variante: aspirano aria dall'atmosfera e ne estraggono l'ossigeno per bruciare il combustibile; i missili sono completamente autosufficienti, poiché trasportano la propria riserva di ossigeno e di combustibile; oggi molti missili sono alimentati con una miscela di idrogeno e ossigeno liquidi. Nel lancio di un missile spaziale la spinta prodotta dai gas di scarico determina l'innalzamento e l'accelerazione. Ma l'attrazione gravitazionale terrestre trattiene il missile: questo vincolo può essere vinto, solo se il missile supera una soglia di velocità, detta velocità di fuga, che sulla Terra è di circa 11 Km/s. Un semplice razzo può superare per ora solo la velocità di 6 Km/s: quindi una maggiore velocità può essere raggiunta solo con una riduzione della massa.In pratica, il problema viene risolto con l'impiego di un missile a più stadi: i razzi del primo stadio accelerano il veicolo, fino all'esaurimento del combustibile; dopodiché questo stadio viene staccato dal resto del veicolo che continua il suo percorso, ricevendo una ulteriore accelerazione dai razzi del secondo stadio. Dopo il suo distacco, prendono a funzionare i razzi del terzo stadio. In questo modo la massa del veicolo si riduce progressivamente, consentendogli di superare la velocità di fuga, sfuggendo, appunto, all'attrazione terrestre.Grazie a queste scoperte l'uomo organizzò spedizioni via via sempre più complesse:Prima spedizioneIl 12 aprile 1961 il sovietico Yuri Gagarin, a bordo del Vostok 1, fu il primo uomo spedito nello

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Il telescopio spaziale Hubble mentre viene messo in orbita dallo Shuttle a 600 km dalla Terra

spazio. Il suo volo durò 88 minuti e compì una intera orbita circumterrestre atterrando a Leninski Put.Spedizione sulla Luna1969: il 20 luglio tutto il mondo guarda Neil Armstrong e Aldrin, scendere per la prima volta sulla Luna. Resteranno 21 ore e raccoglieranno 22 Kg di minerali.Ultima Spedizione 1998: John Glenn è stato il primo astronauta americano in orbita nel 1962. Ed è anche il primo anziano alla conquista dello spazio. Ha 77 anni, nessuna intenzione di fare il pensionato e tanta voglia di sentirsi ancora utile. Si è offerto come cavia per sperimentare la reazione della vecchiaia in orbita.

Dal 1957 sono stati costruiti e rimessi in orbita attorno alla Terra migliaia di satelliti artificiali. Alcuni di questi vengono impiegati nella ricerca scientifica, mentre altri forniscono servizi di “routine” svolgendo il ruolo di mezzi di comunicazione o di osservatori meteorologi. I satelliti hanno anche applicazioni militari, sostituendo aerei spia ad alta quota per l'osservazione dei territori nemici. Come la Luna, i satelliti artificiali riflettono la luce del Sole e possono vedersi distintamente nel cielo notturno: appaiono come minuscole macchioline luminose e possono, a prima vista, essere scambiate per stelle. Ma la maggior parte dei satelliti, pur con notevole differenziazione di velocità, è in continuo incremento rispetto alle stelle: alcuni descrivono un arco in cielo in pochi minuti, altri hanno un movimento relativo così lento, che per essere percepiti devono essere osservati con estrema attenzione.Negli ultimi anni si è sfruttato anche l'effetto fionda, cioè l'impulso che riceve una navicella spaziale quando passa vicino a un pianeta entrando nel suo campo gravitazionale. L'effetto fionda comporta una deviazione della rotta e una accelerazione

del moto della sonda: viene quindi usato per dirigere le navicelle spaziali verso la loro destinazione e per imprimere loro una spinta aggiuntiva.In questo modo si riesce anche a risparmiare sulla potenza dei razzi necessari a lanciare le sonde. La navicella Galileo, per esempio, si è avvalsa dell'effetto fionda di Venere e della Terra. La navicella Ulisse è uscita dal piano dell'eclittica grazie all'effetto fionda esercitato da Giove.Ultimamente si susseguono varie spedizioni perché è in programma la costruzione di una stazione spaziale. Ogni pezzo di questa stazione viene aggiunto da ogni stato e la stazione spaziale servirà come strumento di studio e di ricerca.

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Neil Armstrong appena uscito dal Lem il 21 luglio 1969

Veicolo lunare trasportato sulla superficie della Luna dall'Apollo 15 nel 1971

Piantina degli osservatori italiani

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Brera-Meratefondato nel 1922

Asiago-Ekar (PD)fondato nel 1942

Triestefondato nel 1890

Loiano (BO)fondato nel 1712

Collurania (TE)fondato nel 1891

Specola VaticanaCastelgandolfo

Capodimonte (NA)fondato nel 1812

Cataniafondato nel 1890

Palermofondato nel 1790

Monte Mario (Roma)fondato nel 1938

Acetri (FI)fondato nel 1872

Pino Torinese (TO)fondato nel 1759

Cagliarifondato nel 1899

LA VITA EXTRATERRESTRE

Numerose navicelle spaziali hanno esplorato i pianeti del Sistema Solare. Di tutti, tranne il gelido e lontano Plutone, abbiamo migliaia di immagini ravvicinate. In alcuni casi disponiamo anche di dati raccolti facendo scendere sonde nella loro atmosfera e sul loro suolo: è accaduto con Venere e con Marte, i due pianeti più vicini alla Terra e più simili per dimensioni e caratteristiche fisiche.La navicella Galileo ha suggerito la presenza di acqua liquida sotto i ghiacci dei satelliti giovani Europa e Ganimede. In nessun caso però si è trovata la minima traccia di forme viventi, neppure le più elementari: alghe, microbi, funghi. Con quasi assoluta certezza oggi possiamo affermare che nel Sistema Solare soltanto la Terra conosce il fenomeno vita.E' vero però che il Sole è una stella di tipo molto comune. Per limitarci alla nostra galassia, ci sono almeno miliardi di stelle del tutto simili al Sole. Cioè stelle che potrebbero avere pianeti simili al nostro. Così molti scienziati si sono convinti che, se la vita è sbocciata sulla Terra potrebbe essere sbocciata anche in altri luoghi dell'Universo dove le condizioni ambientali sono paragonabili al nostro pianeta. Questo, ovviamente, è solo un ragionamento induttivo, non una dimostrazione scientifica. Il Voyager 2, lanciato sabato 20 agosto 1977, reca a bordo questo messaggio per gli "alieni" (dal latino aliènus che significa estraneo):115 fotografie: paesaggi terrestri, foto di foglie che cadono dagli alberi, la foto della zoologa Jane Goodall con due scimpanzé, bambini, un supermarket;un nastro magnetico, in cui si susseguono voci di rane e di iene, soffi di balene, battiti cardiaci, risate, sirene di navi, rumori di automobili, la partenza del razzo Saturno ed infine lo schiocco di un bacio;saluti in 55 lingue, fra le quali alcune morte come l'ittita e il sumero, nonché il latino;un'esecuzione musicale della durata di 90 minuti, Otto Klemperer dirige la quinta sinfonia di Ludwig Van Beethoven, seguono alcuni canti polinesiani.Occorreranno circa 40 000 anni, alla velocità raggiungibile dalle sonde spaziali, perché il nostro messaggio arrivi anche soltanto alla stella più vicina al nostro Sole (Proxima della costellazione del Centauro, 4,5 anni luce). E' una certezza, ormai, che esistono nella nostra Galassia altri Sistemi Solari.

Dal Corriere della Sera del 18 aprile 1999E’ stata scoperta un’altra stella simile al Sole che ha intorno un piccolo corteo di tre pianeti. E’ stata chiamata Upsilon Andromeda.La scoperta rappresenta l’ennesima conferma che i pianeti intorno ad altre stelle non sono un evento eccezionale, ma costituiscono una normalità nel panorama cosmico. E, di conseguenza, anche se finora non se n’è trovato uno con le caratteristiche simili a quelle della Terra, l’idea che la vita su altri corpi celesti possa esistere diventa anch’essa sempre più normale.Intorno a Upsilon Andromeda (un Sole più giovane e più caldo del nostro) distante dalla Terra “appena” 44 anni luce e abbastanza luminoso per essere visibile anche a occhio nudo nella costellazione di Andromeda, hanno scoperto altri due pianeti, un altro ancora più piccolo era già stato individuato nel 1996 da Geoffrey Marcy. Il più piccolo è i 2/3 la taglia del nostro Giove, gli altri due sono rispettivamente il doppio e il quadruplo di Giove; tutti e tre però non sono solidi come la Terra, ma gassosi, appunto come Giove.Finora intorno ad altri 4 astri sono stati scoperti più di un pianeta:PSR1257-12 stella Pulsar con 3 pianeti;PSR1828-11 stella Pulsar con 3 pianeti;55-Cancri stella analoga al Sole con 2 pianeti;Lalande 21185 stella analoga al Sole con 2 pianeti.

Si cerca un eventuale contatto tra l'umanità e altri esseri intelligenti anche attraverso programmi di radio-ascolto di stelle simili al Sole. La lunghezza d'onda prescelta è di solito intorno ai 21 cm, perché su questa lunghezza d'onda emettono gli atomi di idrogeno dispersi nello spazio. I segnali radio dell'idrogeno, l'elemento più diffuso, sono una specie di nota fondamentale, un po' come il "la" per i musicisti. Si può quindi immaginare che una civiltà extraterrestre per comunicare con lo spazio esterno scelga la lunghezza d'onda dell'idrogeno. Dire quante probabilità di riuscita abbia una ricerca come questa è impossibile.Oltre a cercare segnali artificiali provenienti dallo spazio, gli astronomi hanno anche inviato un messaggio a eventuali alieni in ascolto. E' successo nel 1974: il radiotelescopio di Arecibo, a Puerto Rico, il più grande del mondo, ha inviato verso l'ammasso globulare di Ercole una serie di 1 679 caratteri binari (0 e 1) che nel loro insieme forniscono numerose informazioni sull'umanità.

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C'è però un problema. Le stelle dell'ammasso distano 25 000 anni luce. Anche se dovessimo ricevere una risposta, ci arriverà dunque tra 50 000 anni.

Dal Corriere della Sera, 25 maggio 1999Caprara Giovanni, Astronomi spediscono una lettera agli extraterrestri. Con due erroriUn lungo messaggio radio è partito ieri verso 4 stelle simili al nostro Sole; un messaggio così umano da contenere persino un errore. Due astronomi canadesi Ivan Dutil e Stéphane Dumas da mesi lavoravano per preparare un testo di 23 pagine da lanciare in direzione di un gruppetto di astri lontani dalla Terra 60 anni luce. Ne era uscito una specie di messaggio in bottiglia cosmico da spedire a cavallo dell onde radio alla velocità di 300 chilometri al secondo. Ma per essere sicuri che il testo risultasse comprensibile, i due scienziati lo hanno scritto secondo un codice che permetterebbe a chi lo ricevesse di decifrarlo anche se mancano alcune parti. Nelle descrizioni i due astrofisici del Dipartiento della Difesa canadese, in Quebec, hanno inserito figure geometriche semplici come il cerchio e il triangolo e qui sono caduti in errore. Anzi, due, perché entrambe le spiegazioni delle figure sono sbagliate. Scherzando, Paul Houx che ha collaborato a redigere il messaggio ha dichiarato: “Sono dispiaciuto e così potremo essere giudicati una specie pasticciona dalla Lega delle civiltà galattiche”. Più seriamente gli studiosi hanno spiegato di aver utilizzato nel codificare le parole un vecchio programma olandese per computer e di aver fatto confusione con alcuni riferimenti. Purtroppo se ne sono accorti tardi per inserire le correzioni. Ieri 24 maggio, infatti, doveva avvenire la trasmissione del complicato lavoro dall’Osservatorio di Evpatoria in Ucraina. La data era stabilita dall’associazione internazionale “Encounter 2001”, che aveva ideato l’operazione e l’invio nel cosmo era soltanto il primo passo di un’iniziativa che si proietta nel nuovo Millennio.Il 14 febbraio del 2000 e del 2001 saranno effettuati una seconda e una terza spedizione di messaggi. L’associazione invita tutti a prepararli: non devono essere più lunghi di 30 parole e perché siano accettati bisogna pagare 14,95 dollari. I messaggi in bottiglia cosmici non sono gratuiti come quelli dei naufraghi nei mari terrestri. Ma l’associazione ha obiettivi più ambiziosi. Ora sta costruendo un piccolo satellite per il quale ha prenotato il lancio sul vettore europeo Ariane e sul quale imbarcherà dei CD, su cui registrerà (a pagamento) in forma digitalizzata dati personali, inclusi fotografie e un frammento della sequenza del codice genetico.Tornando al messaggio radio con errore, nella storia dei tentativi di comunicazione con ET è la seconda volta che si tenta l’esperimento. Una prima trasmissione partiva nel 1974 dal più grande radiotelescopio terrestre esistente a Porto Rico. Di quella non si è più saputo niente. Per questa seconda, dicono gli astronomi, bisognerà aspettare almeno un centinaio d’anni per sperare di avere una risposta. Sempre che qualcuno riesca a percepirla.

I SITI INTERNET• Il progetto “www.encounter2001.com”: è il sito di “Encounter 2001”, dove si trovano tutte le

informazioni sul progetto dei due astronomi canadesi e sul lancio del messaggio nello spazio

• E.T. “www.seti.org” e “www.seti.ssl.berkeley.edu”, informazioni su mondi e intelligenze extraterrestri

• Nello spazio “www.planetary.org”, la Società planetaria offre oltre 1000 pagine di notizie su esplorazioni spaziali e altre forme di vita

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GLOSSARIO ASTRONOMICO

Afelio: il punto più lontano dal Sole nell'orbita che un corpo descrive intorno a essoAnno luce: unità di misura della distanza in astronomia, che rappresenta lo spazio percorso in un anno dalla luce, cioè 9461 miliardi di chilometri.Asteroide: pianetinoAtmosfera: miscela gassosa che circonda la TerraAtomo: minima parte di un elemento chimico, costituita da un nucleo positivo, formato da protoni e neutroni, intorno al quale ruotano cariche negative dette elettroni.L'atomo più semplice è quello di idrogeno (il suo nucleo è costituito da un solo protone, attorno ad esso ruota un solo elettrone).Australe: emisfero sud, meridionaleAzimut: angolo tra il circolo verticale di un astro e il meridiano del luogo di osservazione.Boreale: emisfero nord, settentrionale.Brillamento solare: breve e repentino aumento della luminosità di un punto del disco solare.Cometa: corpo del Sistema Solare, con traiettoria ellittica allungata intorno al Sole, in vicinanza del quale manifesta una vasta atmosfera fluorescente spesso prolungata in una o più code in direzione opposta al Sole stesso.Eclisse: temporanea invisibilità di un astro per interposizione di un altro.Esosfera: parte dell'atmosfera che si estende al di sopra dei 1 000 km e sfuma nello spazio interplanetario.Facola: ciascuna delle chiazze luminose che si osservano sulla superficie del Sole.Galassia: ciascuno dei grandi agglomerati di stelle e materia cosmica diffusi negli spazi interstellare.Gravitazione: attrazione fra due o più corpi.Ionizzazione: fenomeno fisico che interessa liquidi e gas e che consiste nella formazione e nel flusso di particelle elettrizzate (ioni) sotto l'azione di un campo elettrico.Ionosfera: strato superiore dell'atmosfera terrestre rarefatto e ionizzato.Magnetismo terrestre: insieme dei fenomeni che determinano la presenza intorno alla Terra di un campo magnetico.La nostra Terra si comporta come una grossa calamita, con i due "poli" vicini ai poli geografici.Magnitudine: misura convenzionale della luminosità delle stelle, che numericamente diminuisce con l'aumentare del flusso luminoso.Meteorite: corpo solido di origine extra tellurica, caduto sulla superficie terrestre; composto in gran parte di ferro e nichel.Molecola: parte più piccola di una qualsiasi sostanza che conserva ancora tutte le sue caratteristiche.Moti convettivi: il principio che sta alla base di tali movimenti è lo stesso che determina i flussi di acqua calda e fredda in una pentola in lenta ebollizione.NASA: ente spaziale americanoNebulosa: addensamento di materia interstellare o di astri lontani che all'osservazione appare come una nuvola luminosa.Irraggiamento: trasmissione del calore a distanza.Orbita: traiettoria descritta da un astro intorno a un altro.Parsec: unità di misura delle distanze stellari, pari a 3,26 anni lucePerielio: il punto più vicino al Sole nell'orbita che un corpo descrive attorno a esso.Pianeta: corpo celeste ruotante attorno a una stella.Pulsar: stella di neutroni, piccola, densa che emette impulsi radio con regolarità.Radiazione: trasmissione a distanza di varie forme di energia.Radiotelescopio: complesso radioricevente, con grandi antenne fisse o mobili, adatto a captare le radioonde di natura cosmica.Reazione di fusione nucleare: formazione di nuovi elementi (soprattutto Elio) via via che vengono fusi in presenza di temperature elevatissime gli elementi di partenza (soprattutto Idrogeno) e produzione di grandi quantità di energia.Rivoluzione: moto di un corpo celeste che descrive un'orbita attorno a un altro.Sistema Solare: il Sole e tutti i corpi celesti che gli ruotano attorno.Spettro: gamma di raggi luminosi in cui si scompone la luce attraverso un prisma.Spettroscopio: apparecchio ottico che serve allo studio degli spettri.Stratosfera: regione dell'atmosfera al di sopra della troposfera, caratterizzata da un aumento di temperatura e da presenza di ozono.Troposfera: regione inferiore dell'atmosfera dove hanno sede i fenomeni meteorologici, caratterizzata

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da una diminuzione abbastanza regolare della temperatura con la quota.Unità astronomica: distanza Terra - Sole.

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BIBLIOGRAFIA

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