Stelle per Carmen

Il cielo dei bambini 

Carmen, la mia meravigliosa nipotina, ha otto anni e fra qualche tempo potremo iniziare insieme ad apprezzare le bellezze del cielo. Per il momento ho intenzione di preparare del materiale adatto a bambini di tutte le età che abbiano voglia di intraprendere un meraviglioso viaggio fra le meraviglie dell’Universo. Rigorosamente ad occhio nudo! Se qualcuno vuole darmi una mano sarà molto apprezzato.
Perchè ad occhio nudo? Perchè ho letto il libro di Gabriele Vanin “Primi passi in astronomia” e mi ha convinta. L’osservazione del cielo ad occhio nudo è considerata la più formativa e la più utile a farsi un’idea del cosmo che ci circonda. L’astronomia è una disciplina osservativa e senza grandi difficoltà è possibile osservare personalmente la maggior parte degli oggetti di cui parlano libri e riviste. E questa osservazione spesso può essere compiuta senza alcun ausilio. La maggior parte dell’astronomia didatticamente utile – spiega Vanin – formativa per le coscienze e per un corretto approccio al mondo della scienza è quella svolta ad occhio nudo.
L’astronomia esisteva e prosperava anche prima dell’invenzione del cannocchiale, è evidente quindi che l’occhio da solo può essere uno strumento straordinariamente potente. L’occhio umano ha infatti una notevole proprietà che lo rende superiore a qualunque strumento ottico: il grande campo visivo, che può abbracciare un’area molto grande fino a 180°. Inoltre l’occhio umano è in grado di percepire distintamente sorgenti luminose differenti e questo gli consente di vedere tutte le classi di oggetti astronomici:

• Possiamo osservare circa 7000 stelle
• Possiamo, con un po’ di allenamento, apprezzare i colori delle stelle più luminose
• Possiamo vedere i cinque pianeti noti fin dall’antichità
• Possiamo occasionalmente scorgere anche il lontano Urano quando si trova più vicino alla Terra e alto nel cielo
• Possiamo, aguzzando lo sguardo, percepire la duplicità di almeno 2 o 3 stelle
• Possiamo cogliere la luce di almeno una decina di ammassi stellari e  di 2 o 3 nebulose
• Possiamo cogliere il variare di luminosità di circa una dozzina di stelle
• Possiamo spingere il nostro sguardo nella Galassia a più di 7000 anni luce nella costellazione del Perseo dove c’è un famosissimo doppio ammasso di stelle
• Possiamo addirittura uscire dalla Galassia e ricevere il debole bagliore della galassia di Andromeda a quasi 3 milioni di anni luce di distanza

Una Stella per Amica

Il cielo di giorno

Il Sole

Lo vedi in cielo, quando il tempo è sereno; qualche volta viene coperto dalle nuvole, ma poi riappare in tutto il suo splendore. Quando piove sparisce e grosse nuvole nere impediscono la sua vista. Stiamo parlando del Sole, la nostra stella. Il Sole è la stella a noi più vicina e la sua luce impiega solo 8 minuti circa a percorrere i 150 milioni di chilometri che lo separano dalla Terra. Il Sole è una stella nana gialla. Se al nostro sguardo appare come un luminoso disco omogeneo, in realtà non è un corpo solido ma una gigantesca sfera di gas e plasma (un particolare stato della materia) del diametro di un milione e 400 mila chilometri e con una massa pari a 333 mila volte quella della Terra. E’ composto circa per il 74% da idrogeno e per il 25% da elio e diventa sempre più denso mano a mano che si arriva al nucleo centrale. La produzione di energia si propaga dal centro alla superficie e viene liberata sotto forma di luce e di calore. Tutto nel Sole esprime una straordinaria, violenta e intensa attività. Eruzioni ed esplosioni spaventose e spettacolari, come protuberanze e brillamenti, rivelano turbolenti e complessi processi magnetici che agitano incessantemente la sua superficie e la sua atmosfera.
Il disco del Sole che vediamo dalla Terra è rappresentato dalla fotosfera che emette la maggior parte delle radiazioni che portano sulla Terra luce e calore. Senza il Sole non ci sarebbe la vita. La nostra stella, il Sole, è nata circa 5 miliardi di anni fa. Il Sole è una stella solitaria e questa per noi è stata una vera fortuna. Le stelle, infatti, solitamente nascono a gruppi e se il Sole avesse avuto anche una sola compagna io non sarei qui a scrivere, perché l’intensa radiazione ultravioletta emessa dalla seconda stella avrebbe impedito la formazione dei pianeti. Il Sole è una stella di medie dimensioni e  sta vivendo il suo periodo di stabilità, un periodo che durerà circa altri 5 miliardi di anni. Insomma, il Sole si trova in perfetto equilibrio: il suo raggio e il suo colore rimangono invariati e la liberazione di energia è praticamente costante. Questa serena tranquillità ha avuto un ruolo essenziale nei confronti della nascita e del mantenimento della vita sul nostro pianeta. Le reazioni termonucleari di fusione dell’idrogeno in elio avvengono nella regione centrale del Sole (il core) e la stella vive mantenendo un equilibrio costante fra la forza di gravità che tende a farla cadere su se stessa e l’energia prodotta al suo interno che tende a farla esplodere. La sua superficie (fotosfera) ha una temperatura di circa 6000 gradi. Si tratta dunque di una situazione di perfetto equilibrio, destinata a durare a lungo, molto a lungo, ma non per sempre; diciamo altri 5 miliardi di anni. La combustione dell’idrogeno al centro della stella forma un guscio che lo circonda in cui viene accumulato l’elio prodotto dalle reazioni termonucleari. Ma quando si avvicina l’esaurimento dell’idrogeno la stella comincia a subire alcuni cambiamenti: la combustione si sposta dal centro verso l’esterno con la conseguente espansione degli strati esterni. Quando viene completamente consumato anche l’idrogeno che circonda il nucleo, la stella subisce una contrazione: aumenta la temperatura del nucleo e si innescano le reazioni termonucleari di fusione dell’elio in carbonio. Acceso l’elio, la stella per non esplodere deve espandersi. E’ a questo punto che il Sole entrerà nella fase di gigante rossa. Quando il Sole raggiungerà questa fase si gonfierà a tal punto da inglobare prima Mercurio, poi Venere ed infine la Terra. Un improbabile osservatore vedrebbe il Sole riempire oltre la metà del cielo. Questa espansione porterà gli strati esterni talmente lontani dal nucleo che la forza gravitazionale non riuscirà più a trattenerli, perciò si allontaneranno definitivamente dalla stella formando una nebulosa planetaria. Del Sole rimarrà un piccolo nucleo centrale molto compresso e molto caldo, una nana bianca. Dopo molte centinaia di milioni di anni, quel puntino si spengerà definitivamente e il Sole avrà raggiunto il suo destino finale, diventando una nana nera. Il Sole e quel che resterà dei suoi pianeti saranno solo delle polveri scure vaganti nello spazio. Per il momento comunque non dobbiamo assolutamente preoccuparci perché come avremo già capito i tempi astronomici sono assai più lunghi dei nostri.

Magiche eclissi

Un’eclissi di Sole si verifica quando la Luna si interpone tra la Terra e il Sole e il suo disco oscura quest’ultimo. La quasi perfetta coincidenza fra i due dischi di Luna e Sole quali li vediamo dalla Terra è una pura coincidenza. La Luna ha un diametro di 3476 chilometri, circa 1/400 di quello del Sole e una distanza media dalla Terra di circa 384000 chilometri che è a sua volta 1/400 della distanza Terra – Sole.
La Luna passa fra il Sole e la Terra una volta ogni 29 giorni ma poiché l’orbita del nostro satellite è inclinato rispetto al piano su cui giace l’orbita della Terra, quando la Luna è fra il Sole e la Terra non è sempre allineata fra questi ultimi. In media si verificano due eclissi solari l’anno ma visibili in luoghi diversi del pianeta.
Nonostante fin dall’antichità l’eclissi fosse conosciuta e studiata in Europa rimanevano radicate le credenze superstiziose su questi fenomeni: si narra che l’imperatore Ludovico il Pio (figlio di Carlo Magno) morì in conseguenza dello spavento causato da un’eclissi di Sole, nell’840.
Nel momento in cui l’eclissi diventa totale, l’ambiente si oscura improvvisamente, la temperatura cala di colpo, la differenza di pressione tra il territorio ancora illuminato dal Sole e quello coinvolto nell’eclisse provoca venti improvvisi. Le stelle e i pianeti compaiono nel cielo scuro. Improvvisamente gli uccelli smettono di cantare e cercano di tornare al nido, le galline si dirigono verso il pollaio. Anche il ronzio degli insetti scompare: le api si posano mentre i fiori cominciano a chiudersi.
L’eclissi di Sole è uno dei fenomeni più brevi, infatti l’ombra della Luna viaggia ad una velocità compresa tra 1800 e 8000 Km/h per cui la durata massima teorica della totalità non supera e sette minuti e mezzo.

Il Sistema Solare

Il Sistema Solare è il sistema planetario costituito da una varietà di corpi celesti mantenuti in orbita dalla forza di gravità del Sole. È costituito da otto pianeti, tra cui la Terra, dai rispettivi satelliti naturali, da cinque pianeti nani e da miliardi di corpi minori.
In ordine di distanza dal Sole, gli otto pianeti sono: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. A metà 2008 cinque corpi del sistema solare sono stati classificati come pianeti nani: Cerere, situato nella fascia degli asteroidi, e altri quattro corpi situati al di là dell’orbita di Nettuno, Plutone (in precedenza classificato come il nono pianeta), Haumea, Makemake, e Eris. Sei dei pianeti e tre dei pianeti nani hanno in orbita attorno a essi dei satelliti naturali; inoltre tutti i pianeti esterni sono circondati da anelli planetari, composti di polvere e altre particelle.
Il principale corpo celeste del sistema solare è il Sole, contenente il 99,86% di tutta la massa conosciuta nel Sistema Solare. Giove e Saturno, i due pianeti più massicci che orbitano attorno al Sole, costituiscono più del 90% della massa restante.
Il Sistema Solare è diviso in due zone distinte, il Sistema Solare interno che include quattro pianeti e la Cintura di asteroidi. Il resto del sistema viene considerato Sistema Solare esterno. La maggioranza dei pianeti del Sistema Solare possiede il loro proprio sistema secondario. I corpi planetari in rotazione intorno a un pianeta sono chiamati satelliti naturali o lune. La maggior parte delle più grandi lune compiono la propria rivoluzione su un’orbita sincrona, presentando sempre la stessa faccia al pianeta intorno alla quale orbitano. I quattro pianeti più grandi hanno anche degli anelli planetari. I pianeti sono molto diversi l’uno dall’altro per composizione, dimensioni, temperatura e altre caratteristiche. In base alle caratteristiche chimico fisiche i pianeti possono essere distinti in due gruppi: i pianeti di tipo terrestre (Mercurio, Venere, Terra e Marte), cioè simili alla Terra, e i pianeti di tipo gioviano (Giove, Saturno, Urano, Nettuno), cioè simili a Giove. Le differenze tra i due tipi di pianeti sono numerose: innanzitutto i pianeti terrestri hanno tutti una massa piccola, nessuno o pochi satelliti e bassa velocità di rotazione, mentre i pianeti gioviani hanno grande massa, diversi satelliti ed elevata velocità di rotazione. Per questo motivo i pianeti gioviani hanno una forma più schiacciata ai poli rispetto a quelli terrestri. Inoltre i pianeti terrestri hanno una densità che è in media cinque volte quella dell’acqua, mentre la densità dei pianeti gioviani è solo 1,2 volte quella dell’acqua.
Esaminando la loro composizione, si è notato che i pianeti di tipo terrestre sono essenzialmente costituiti da materiali rocciosi e metallici; i pianeti di tipo gioviano, invece, sono costituiti per lo più da elio, idrogeno e piccole quantità di ghiaccio. Ancora, l’atmosfera dei pianeti terrestri manca del tutto o comunque è rarefatta, al contrario di quelli gioviani in cui l’atmosfera è molto densa, ed è costituita da idrogeno, elio, ammoniaca e metano.
Tra Marte e Giove si trova la cosiddetta Fascia principale degli asteroidi, composta da milioni di oggetti rocciosi caratterizzati da orbite più o meno variabili. Fra di essi, Cerere è attualmente ritenuto l’unico a presentare un equilibrio idrostatico (ovvero una forma sferoidale) e a meritarsi la qualifica di pianeta nano.
Oltre Nettuno si stende un’altra fascia di asteroidi, la Fascia di Kuiper, la cui densità effettiva è sconosciuta. Tra questi si trovano Plutone ed Eris, che dal 2006 sono riconosciuti come pianeti nani dall’Unione Astronomica Internazionale. In precedenza Plutone era considerato il nono pianeta. Sono stati successivamente riconosciuti pianeti nani più distanti di Plutone, come Makemake e Haumea. Ancora più esternamente, tra 20 000 e 100 000 UA di distanza dal Sole, si ipotizza si trovi la Nube di Oort, ritenuta il luogo d’origine delle comete.
La Fascia di Kuiper è un grande anello di detriti simile alla fascia degli asteroidi, ma composti principalmente da ghiaccio. Si estende in una regione che va da 30 a 50 UA dal Sole. Esso è composto principalmente da piccoli corpi del sistema solare, anche se alcuni tra i più grandi oggetti di questa fascia potrebbero essere riclassificati come pianeti nani: ad esempio Quaoar, Varuna, e Orcus. In base alle stime, nella fascia di Kuiper esistono oltre 100 000 oggetti con un diametro superiore ai 50 km, ma si pensa che la massa totale di tutti gli oggetti presenti nella Fascia di Kuiper potrebbe essere un decimo, o addirittura un centesimo, della massa terrestre. Molti oggetti della Fascia di Kuiper dispongono di più satelliti naturali.
L’ipotetica Nube di Oort è una grande massa composta da miliardi di oggetti di ghiaccio che si credono essere la fonte delle comete di lungo periodo e che circondano il sistema solare a circa 50 000 UA (circa 1 anno luce), e forse fino a 100 000 UA (1,87 anni luce). Si ritiene sia composto di comete che sono state espulse dal sistema solare interno da interazioni gravitazionali con i pianeti esterni. Gli oggetti della nube di Oort sono molto lenti, e possono essere turbati da eventi rari, ad esempio delle collisioni, dalla forza di gravitazionale di una stella di passaggio.
Il Sistema Solare è isolato nello spazio (la stella più vicina Proxima Centauri si trova a 4,2 anni luce) e giace in uno dei bracci esterni della Galassia.

Il cielo di notte

La sfera celeste

Quando la notte alziamo lo sguardo al cielo, la volta celeste con gli astri, i pianeti e le galassie ci appare come una specie di tappezzeria appiccicata su quella che gli astronomi chiamano “sfera celeste”. Ma che cos’è la sfera celeste? E’ l’immaginario GLOBO, con la Terra al centro, sul quale sembrano proiettarsi tutti i corpi celesti. Ovviamente non esiste alcuna sfera celeste, ma questa invenzione è utile perché permette di identificare una stella o un pianeta semplicemente con la sua posizione in cielo, a prescindere dalla sua distanza grazie a due coordinate simili alla latitudine e alla longitudine che si usano sulla superficie terrestre. In pratica la SFERA CELESTE copia il sistema di coordinate del nostro pianeta. Il nord e il sud si trovano immaginando di prolungare l’asse di rotazione della Terra, mentre “dilatando” l’equatore terrestre si costruisce il suo corrispettivo celeste. Al di sopra di esso ci sono le costellazioni BOREALI (cioè del nostro emisfero), sotto ci sono le costellazioni AUSTRALI. A questo punto si possono costruire i paralleli celesti che corrono paralleli all’equatore e i meridiani celesti, perpendicolari ai paralleli.
In questo modo si può individuare la posizione di una stella dandone due coordinate. La prima è chiamata DECLINAZIONE ed è l’equivalente della latitudine e come questa si misura in gradi, primi e secondi d’arco; Per esempio SIRIO ha una declinazione di -16° 43’. La seconda viene detta ASCENSIONE RETTA e corrisponde alla longitudine e si misura in ore, minuti e secondi di tempo. La Terra gira su se stessa in 24 ore e un angolo giro è pari a 360°. Quindi n’ora sono 15° (360:24). Misurata così l’Ascensione Retta di Sirio è circa 6 ore e 45 minuti.
L’occhio umano, che è un impareggiabile strumento ottico, non ci permette di percepire la terza dimensione, la profondità del cielo. Alcune stelle infatti sono relativamente vicine, altre molto più lontane, ma i nostri occhi non colgono questo aspetto (peraltro neanche i telescopi, persino i più potenti del mondo non ci fanno vedere meglio gli astri, ci aiutano solo a scorgerne molti di più). In cielo ci sono stelle che appaiono brillantissime e altre molto deboli. Si potrebbe pensare che le più luminose siano anche le più vicine a noi. In qualche caso è vero, ma in molti altri casi non lo è. L’intensità del loro bagliore così come appare osservandolo da Terra, dipende infatti da due fattori: dalla quantità di luce che emettono (magnitudine assoluta: Mag,) e dalla loro distanza.
In pratica ci sono stelle molto vicine che però emettono pochissimo chiarore, altre invece sono molto molto più lontane ma così brillanti che ci appaiono fra le più luminose del cielo.
Facciamo un esempio: Rigel nella costellazione di Orione è  una supergigante azzurra che si trova a circa 800 anni luce dalla Terra, una distanza non da poco se si pensa che Sirio è a meno di 10! Eppure in cielo Rigel appare brillantissima. Se Rigel fosse al posto del Sole ci incenerirebbe! Invece Wolf 359 si trova a meno di 8 anni luce da noi, ma è invisibile ad occhio nudo. La stella Wolf 359 (mag. 13,6) è identificabili nella costellazione del Leone solo con telescopi abbastanza potenti. E’ una delle stelle più deboli che si conoscano: ce ne vorrebbero 63 mila per uguagliare la luminosità del Sole. Un altro esempio, la stella di Van Biesbroeck nella costellazione dell’Aquila. Questa fu scoperta nel 1943 e si trova a 19 anni luce. Fa parte di un sistema binario, la stella principale è visibile con un buon binocolo (mag. 9); la secondaria è di magnitudine 18 e risulta 570mila volte meno luminosa del Sole: messa al suo posto avremmo a mezzogiorno lo stesso chiarore del pleniluvio.
E durante la notte ci mettiamo seduti con calma all’aperto e lasciamo trascorrere le ore ci accorgiamo che il cielo sembra muoversi lentamente da oriente verso occidente. Questo movimento però non è reale è un MOTO APPARENTE dovuto alla rotazione della Terra attorno al proprio asse, lo stesso movimento che fa sembrare che il Sole si muova nel cielo diurno sempre da oriente verso occidente. Il movimento rotatorio della Terra è perfettamente uniforme, non ci sono né frenate né eccessive accelerazioni. E questa è una vera fortuna. Se il nostro pianeta variasse bruscamente la velocità del suo moto ci sarebbero sconvolgimenti più grandi dei peggiori terremoti e tsunami. In ogni modo per rendersi ben conto della situazione, in questo preciso momento il pianeta ci sta trascinando ad una velocità di circa 1200 Km/h.
Ma se anche non ci accorgiamo di muoverci la rotazione terrestre produce degli effetti evidenti nel cielo notturno che hanno a che fare con la visibilità delle costellazioni.
Lasciando trascorrere le ore della notte vediamo sorgere nuove stelle e nuove costellazioni da oriente. Quindi scorgiamo astri che prima erano invisibili. Viceversa, a occidente alcuni che prima si potevano osservare tramontano, nascondendosi ai nostri occhi.
L’aspetto del cielo si modifica anche con le stagioni. A parità di ora verso sud in inverno si vedono costellazioni diverse da quelle della primavera o dell’estate. Sono le COSTELLAZIONI DI STAGIONE. Se nel periodo invernale domina Orione, in primavera ci sarà il Leone, in estate il Triangolo estivo e in autunno il grande Quadrato di Pegaso. In questo caso l’effetto è dovuto al MOTO DI RIVOLUZIONE del pianeta. A mano a mano che con il trascorrere dei mesi la Terra si sposta intorno al Soleil nostro punto di vista cambia così come le costellazioni che dominano il cielo notturno.
Rimane, comunque, una porzione di cielo che, dalle nostre latitudini, non è MAI visibile. E’ la parte più vicina al polo sud celeste che si può vedere soltanto se ci si sposta sulla superficie della Terra arrivando fino all’equatore. Per osservare con i nostri occhi il Pavone, il Tucano, l’Indiano o la Croce dl Sud bisogna viaggiare un po’. Chi vive nei paesi a cavallo dell’equatore è particolarmente fortunato solo da li si possono vedere tutte le costellazioni del cielo.

Le costellazioni

Tutti i popoli della Terra hanno immaginato di vedere nel cielo strane figure: animali, oggetti o personaggi di vario genere.
L’idea di base era piuttosto elementare: unire astri vicini in cielo con linee immaginarie e vedere cosa veniva fuori. Queste figure ci ricordano ancora oggi storie complicate e affascinanti.
Ogni popolo del presente e del passato ha (o ha avuto) le proprie costellazioni e niente impedisce che se ne inventino di nuove. Ci può provare ognuno di noi.
Ad un certo punto però in cielo si era creata decisamente una certa confusione. Infatti intorno al 1930 una Commissione Internazionale decise di mettere in ordine. Questi scienziati divisero con precisione tutta la SFERA CELESTE in zone delimitate da confini precisi come quelli fra le nazioni. Oggi le costellazioni ufficiali sono 88. Furono scelte prima le più antiche inventate dagli astronomi che vissero in Mesopotamia oltre 3000 anni fa e che comprendevano anche quelle zodiacali (oltre le 48 costellazioni dell’Almagesto).
Le altre costellazioni ufficiali invece sono più recenti. Molte sono state inventate tra il XVI e il XVIII secolo. Le nuove costellazioni australi individuate e “inventate” dai navigatori che iniziarono a fare il giro del mondo, viaggiando nell’emisfero sud della Terra, presero il nome da scoperte scientifiche, per questo nell’emisfero australe ci sono costellazioni chiamate: Telescopio, Microscopio, Orologio, Compasso o Macchina Pneumatica. Con la riorganizzazione del 1930 alcune costellazioni scomparvero dagli atlanti. Per esempio l’Ape che diventò Mosca Australe e poi semplicemente Mosca. Anche il Gatto fece una brutta fine: fu inghiottita nella costellazione dell’Idra Femmina. Nella zona dell’Idra finì anche la Civetta. Mentre le stelle della Mongolfiera diventarono parte del Capricorno.
Naturalmente le costellazioni sono solo figure apparenti che sembrano avere una certa forma perché le vediamo dalla Terra. Prendiamo per esempio la costellazione estiva della LIRA. La stella alfa, Vega, di mag. 0,04 si trova a 27 anni luce. (12 mila anni fa era la Stella Polare a causa del moto di precessione e tornerà ad esserlo fra 14 mila). La stella beta (variabile ad eclisse) si trova a circa 850-1300 anni luce. Epsilon è la famosa “Doppia Doppia” e si trova a 180 anni luce.
Gli astri di una stella costellazione si trovano in genere a distanze molto diverse da noi e gli allineamenti che sembrano formare sono solo frutto della prospettiva.

La Luna

La Luna, dopo il Sole, è l’astro più brillante del cielo notturno. Il chiarore che proviene dalla Luna non è emesso da lei stessa; è il Sole che illumina la Luna che a sua volta riflette la luce e la invia fino a Terra. Di conseguenza se si deve scegliere una serata di osservazione sarà meglio privilegiare quelle senza Luna. L’orbita della Luna è piuttosto allungata: quando si trova alla massima distanza dista circa 407mila chilometri, mentre quando è più vicina è solo a 356mila chilometri. Per uno strano caso poi le dimensioni in cielo della Luna sono molto simili a quelle del Sole. In realtà il Sole ha un diametro di circa 400 volte maggiore di quello della Luna, ma è anche ad una distanza 400 volte superiore. Per questo motivo le eclissi solari che si verificano quando la Luna passa davanti al Sole sono così spettacolari! Questi fenomeni hanno una durata limitata (massimo 7 minuti) e sono piuttosto rari. Almeno due all’anno ci sono sempre ma non è detto che siano totali (cioè che il Sole sia completamente coperto) e soprattutto che anche se lo sono avvengano proprio dove siamo noi. L’ultima totale visibile in Italia si è verificata il 15 febbraio 1961, la prossima avverrà il 3 settembre 2081 (per quanto mi riguarda ero troppo piccola per la prima e vedo improbabile la mia presenza alla seconda!).

Come è nata la Luna?

Si è formata poco dopo la Terra 4,5 miliardi di anni fa ed è stata una nascita veramente esplosiva … Le teorie più recenti suggeriscono che a quell’epoca il nostro pianeta, che era ancora in formazione, fu colpito da un corpo grosso come Marte che gli astronomi hanno chiamato THEIA. L’impatto fu devastante e i nuclei dei due oggetti si fusero e buona parte del materiale che costituiva Theia insieme con una parte delle rocce dello strato terrestre più superficiale fu scagliato nello spazio dove formò un anello intorno alla Terra. Con il tempo da quell’anello si formò la Luna. Inoltre fra 4,1 e 3,9 miliardi di anni fa il nostro satellite fu bombardato ininterrottamente da grandi meteoriti che ancora popolavano il nostro Sistema Solare. E infatti la Luna è costellata da crateri. Il primo a vederli fu Galileo che sulla superficie notò anche montagne e vallate. Ma già ad occhio nudo la caratteristica più evidente della superficie lunare sono i MARI, zone più scure che ne coprono ampie regioni. Sono chiamati così perché un tempo si credeva che fossero degli oceani simili ai nostri. I mari si sono formati fra 3,5 e 3 miliardi di anni fa a causa di immense eruzioni vulcaniche. Coprono circa il 31 per cento della superficie ed hanno nomi di fantasia: Mare Serenitatis, Mare Tranquillitatis e così via. Le montagne della Luna invece copiano gli appellativi di quelli terrestri: quindi anche lassù ci sono le Alpi, gli Appennini ed i Carpazi. Quanto ai crateri sono intitolati a persone famose soprattutto scienziati, filosofi ed esploratori. Dalla Terra inoltre si vede sempre la stessa faccia della Luna. Anche molte lune di Giove e di Saturno mostrano sempre la stessa faccia al loro pianeta. La Luna ha due movimenti principali: uno di rotazione intorno al proprio asse ed uno di rivoluzione attorno alla Terra. Per girare su se stesso il satellite impiega 27 giorni 7 ore 43 minuti 11,5 secondi, ma questo è esattamente quanto ci vuole perché compia un’orbita intorno a noi (mese sidereo). E’ per questo motivo che per vedere la faccia nascosta della Luna abbiamo dovuto aspettare l’invenzione delle sonde automatiche. La prima a circumnavigare il nostro satellite inviando le prime foto del suo lato nascosto è stata la sonda sovietica Luna 3 nel 1959.

Le fasi lunari

Un ciclo completo dura 29 giorni 12 ore 44 minuti 2,9 secondi e si chiama LUNAZIONE o mese sinodico. Quando la Luna è nuova si trova fra il nostro pianeta e il Sole e quindi la sua porzione illuminata non è rivolta verso di noi e per qualche sera praticamente la Luna scompare dal cielo. Poi inizia a CRESCERE e dopo circa una settimana raggiunge la fase di primo quarto, con la “gobba” rivolta verso occidente (ponente). Il vecchi detto “gobba a ponente Luna crescente, gobba a levante Luna calante”, funziona proprio bene.  Continuando il suo cammino  intorno alla Terra dopo altri 7 giorni raggiunge una posizione in cielo opposta a quello del Sole: siamo alla fase PIENA (tutta la metà rivolta a noi è illuminata dalla luce solare). Il ciclo prosegue poi con il momento di ultimo quarto per tornare alla fine, ancora alla Luna nuova. La Luna orbita intorno alla Terra da occidente a oriente. Compie un’orbita in circa 4 settimane. Dato che un giro completo è di 360°, la Luna si sposta fra le stelle di circa 12° al giorno (360:30=12). Da una sera all’altra si trova quindi 12° più a oriente. La Luna è uno dei più grandi satelliti del Sistema Solare e questa sua peculiarità è stata determinante per la Terra e per la nostra vita. Grazie alle sue grandi dimensioni  la Luna ha stabilizzato l’inclinazione dell’ASSE di rotazione terrestre. Studi accurati indicano che in assenza della Luna, la Terra girerebbe su se stessa più velocemente, il nostro giorno durerebbe quindici ore ma soprattutto l’asse di inclinazione avrebbe enormi oscillazioni passando in periodi di tempo relativamente brevi da 0° a 90°. Con l’inclinazione 0° non esiterebbero le stagioni, mentre a 90° il nostro pianeta si troverebbe coricato sulla propria orbita mostrando al Sole alternativamente (ogni 6 mesi) i due emisferi. Così i poli si troverebbero alternativamente a perpendicolo sotto i raggi del Sole e il giorno durerebbe 6 mesi, come la notte. In queste condizioni si fonderebbero entrambe le calotte polari con catastrofiche conseguenze. Questi scenari per nostra fortuna sono stati impediti dalla Luna che stabilizzando l’inclinazione dell’asse terrestre ha assicurato condizioni climatiche stabili da 4500 milioni di anni rendendo possibile la nascita e lo sviluppo della vita sulla Terra (vedi anche articolo Cosa sarebbe successo se la Luna non ci fosse stata? Del 17 maggio 2011).

Puntini che si muovono: i pianeti

Come la Luna, anche i pianeti si muovono nel cielo però molto più lentamente. Malgrado ciò cinque sono stati scoperti ad occhio nudo: Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno. Venere, per esempio, è l’oggetto del cielo più luminoso in assoluto dopo il Sole e la Luna molto più di qualsiasi stella. Quelli che da Terra appaiono più deboli (i pianeti riflettono la luce del Sole) Urano e Nettuno hanno invece dovuto attendere l’invenzione del telescopio per essere scoperti, rispettivamente nel 1781 e nel 1846. I corpi celesti del Sistema Solare classificati oggi come pianeti sono otto: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. I più vicini al Sole si spostano più velocemente, mentre quelli lontani sono lentissimi. Mercurio fa un giro intorno al Sole in 88 giorni, periodo che quindi rappresenta la durata del suo anno. Al capo opposto c’è Nettuno il cui anno dura la bellezza di quasi 165 di quelli terrestri. (vedi anche articolo “Nettuno al primo giro”  del 18 gennaio 2011). Mercurio e Venere, che sono molto vicini al Sole, sono visibili solo subito dopo il tramonto o appena prima dell’alba. Nel primo caso verso occidente, cioè dove avviene il tramonto, nel secondo verso oriente. In pratica questi due pianeti non si discostano mai molto dalla posizione in cui si trova il Sole. Questo per Venere non è un problema perché è tanto brillante che si vede benissimo lo stesso, mentre per Mercurio lo è. Anche fra gli appassionati del cielo non tutti possono dire di averlo visto ad occhio nudo. Quanto agli altri bisogna ammettere che  a volte si possono  confondere con le stelle. Ma un trucco per riconoscerli esiste: la luce dei pianeti è ferma, stabile mentre quella delle stelle è tremolante. Questo tremolio si chiama SCINTILLAZIONE ed è prodotto dalla nostra atmosfera che traballa di fronte ai nostri occhi (o ai telescopi). Nel caso dei pianeti invece questo fenomeno è quasi inesistente. Per Marte poi c’è un trucchetto, la sua luce ha un colore rossiccio molto caratteristico, lo stesso della sua superficie. I pianeti come la Luna si muovono nel cielo attraversando sempre le stesse costellazioni, quelle ZODIACALI.

Mercurio

Ti piace il clima caldo, la tintarella? Mercurio sembrerebbe proprio il posto adatto per le tue vacanze, ma le cose, viste da vicino, non stanno proprio così e ti aspetterebbe una gran brutta sorpresa …
Fra i pianeti interni, Mercurio è il più piccolo e quello che orbita più vicino e più velocemente intorno al Sole. Mercurio, inutile nasconderselo, sarebbe veramente un incubo per un ipotetico visitatore.
La superficie di questo pianeta, che una distanza media dal Sole di 57,9 milioni di chilometri, è fittamente costellata da crateri, faglie, scarpate, crepacci e grandi pianure di lava basaltica. Mercurio ha un diametro di 4878 chilometri, mentre la sua velocità orbitale media intorno al Sole è di 47,87 Km/s.
Il periodo di rotazione è di 58 giorni e 16 ore mentre quello di rivoluzione è di 88 giorni. Non ha satelliti conosciuti. E veniamo alla temperatura veramente insopportabile): la minima è di -180°C, mentre la massima è di +430°C. L’atmosfera è praticamente assente (tracce di elio, sodio, ossigeno e altri elementi). Mercurio è ricoperto da una crosta e da un mantello relativamente sottili, ma la sua densità è molto elevata e questo significa che la maggior parte del pianeta deve essere costituita da materiale pesante. Si pensa infatti che il 70% della sua massa consista di un nucleo di materiale ferroso che occupa circa 3/4 del raggio del pianeta. La rotazione di Mercurio intorno al proprio asse è particolarmente lenta e questo aspetto provoca alcuni caratteristici fenomeni. Nel corso di un’orbita completa intorno al Sole, Mercurio ruota sul proprio asse solo una volta e mezzo con il risultato che un giorno solare su Mercurio equivale a due anni mercuriani. Sempre a causa di questa lenta rotazione lo stesso emisfero rimane rivolto verso il Sole per lunghi periodi con la conseguenza che sulla superficie il contrasto fra la notte e il giorno è più marcato rispetto a qualsiasi altro pianeta. La prima sonda a visitare Mercurio è stata la MARINER 10 nel 1974. MESSENGER della NASA è stata lanciata nel 2004  ed ha raggiunto Mercurio il 17 marzo 2011, dopo tre fly.by intorno al pianeta. Concludendo possiamo dire che una ipotetica visitina su Mercurio è vivamente sconsigliata (anche per chi adora la tintarella!). All’alba , preceduta dai brillamenti della corona solare, il poveretto vedrebbe sorgere un Sole gigantesco che ad un certo punto si ferma, torna indietro e poi ci ripensa e torna a dirigersi verso il tramonto. Un fenomeno questo, come accennato, dovuto alla lunghezza del periodo di rotazione (giorno) e alla brevità del periodo di rivoluzione (anno).

Venere

Venere è il pianeta del Sistema Solare che più ricorda la Terra per raggio e massa, di poco inferiori a quelli terrestri. Ma Venere, credetemi, somiglia alla Terra solo da molto lontano. E non è certamente un posto dove passare le vacanze. Venere, vista dalla Terra, è l’astro in assoluto più brillante dopo il Sole e la Luna. La luminosità è dovuta al fatto che Venere è vicina alla nostra stella e quindi riceve molta luce; è anche vicina alla Terra e quindi non appare troppo piccola, ma soprattutto è molto chiara e riflette in media il 70% della luce che riceve.
Venere si rende visibile nei tramonti e nelle albe terrestri e a volte, con difficoltà, addirittura in pieno giorno.
In un ipotetico viaggio verso Venere a bordo di un altrettanto ipotetica navicella, converrebbe soffermarsi a lungo ad ammirare il cielo stellato, prima di immergersi nelle nubi di questo pianeta che porta il nome della dea dell’Amore. Man mano che ci si avvicina alla superficie di Venere la visione del cielo svanisce e il panorama si fa nebbioso e sempre più lattiginoso. Una fitta nebbia avvolge infatti costantemente il pianeta dell’Amore. Rispetto alla Terra, Venere ruota molto più lentamente e in direzione opposta a quella della Terra. Questo significa che il Sole sorge ad ovest e tramonta ad est. Non abbiamo motivazioni certe su questo fenomeno. E’ probabile che il pianeta abbia subito, dopo la sua formazione, un gigantesco impatto radente a seguito del quale sia stato rallentato fino a fermarsi, per poi riprendere la sua rotazione in senso inverso.
A causa della sua lenta rotazione, un giorno su Venere dura 243 giorni terrestri mentre impiega 224 giorni per fare un’orbita intorno al Sole, per cui un giorno è più lungo di un anno.
Venere – come abbiamo detto – è sovrastata da una fitta e densa coltre di nuvole ed è senza dubbio uno dei luoghi più inospitali del Sistema Solare.
L’atmosfera di Venere è fatta principalmente di un gas velenoso: l’anidride carbonica. La pressione atmosferica è talmente alta da distruggere varie delle navicelle spaziali che sono atterrate. L’anidride carbonica rende inoltre il pianeta uno dei più caldi del Sistema Solare perché intrappola i raggi del Sole e non permette al pianeta di raffreddarsi. La temperatura sulla superficie è talmente alta da fondere il piombo (480 °C)! Venere è un pianeta veramente infernale: ci sono frequenti temporali con venti molto forti e le piogge sono composte dal velenoso acido solforico!
E’ un pianeta con molte pianure e alcune alte montagne. Una enorme catena montuosa chiamata Afrodite Terra ha montagne altissime, il Maat Mons supera i 7000 metri di altezza. Su Venere ci sono parecchi vulcani e molti grandi crateri, ma nessun piccolo cratere e questo perché l’atmosfera di Venere è così densa che le meteore piccole fondono ed evaporano prima di raggiungere il suolo. Nel 1971 la navicella russa Venera 5 atterrò su Venere e riuscì a spedire sulla Terra una sola immagine del pianeta prima di fondere dopo un’ora.
Un ipotetico visitatore sceso sulla sua superficie di giorno non vedrebbe mai il Sole, coperto dalla fitta coltre di nubi, che lascia filtrare un chiarore uniforme, simile ad una penombra. E anche la notte non è certo bella: le nubi coprono completamente la volta celeste. Il nostro visitatore avrebbe in pratica la sensazione di vivere in un mondo completamente solitario illuminato da un qualcosa di assolutamente sconosciuto. E pensare che secondo alcuni studiosi è possibile che in un lontano passato Venere abbia avuto mari e oceani e che il suo ambiente non sia sempre stato del tutto ostile per lo sviluppo dela vita.

Marte e marziani

Marte dista dal Sole in media 228 milioni di chilometri. E’ chiamato il Pianeta Rosso. Marte ha un periodo di rotazione molto vicino a 24 ore (24 ore 37 minuti), ha delle stagioni e delle calotte polari ghiacciate e anche un’atmosfera consistente, ma non “estrema” come quella di Venere. Non a caso Marte è stato sempre associato agli extraterrestri per antonomasia, i MARZIANI, appunto. Tutto nacque dalle osservazioni che ne fece l’astronomo italiano Giovanni Schiaparelli tra il 1877 e il 1881. Inserì nei suoi disegni di Marte una serie di linee scure che chiamò CANALI. Questo fece pensare si trattasse di canali artificiali che servivano ad irrigare la superficie del pianeta. Questo perché i “canali” di Schiaparelli furono tradotti in inglese con il termine CANALS che significa opere artificiali e non con CHANNELS che invece è usato per le strutture naturali. E alla fine tutti cominciarono a credere che su Marte abitavano i marziani. Ma poi a partire dal 1965 il pianeta è stato avvicinato da molte sonde che ci hanno tolto qualsiasi illusione
La temperatura superficiale di Marte è in media 40° sotto zero. Ma all’equatore in estate si possono raggiungere di giorno i 10 o i 20 gradi anche se si scende a -70 di notte.
Su Marte ci sono enormi vulcani a scudo con una base molto larga che supera i 100 chilometri di diametro. La struttura geologica più impressionante però sono le VALLES MARINERIS un sistema di enormi canyon. In diverse regioni del pianeta si notano quelli che sembravano letti di fiumi prosciugati. Alcuni sono giganteschi. Molti scienziati pensano che Marte un tempo sia stato ricco d’acqua.
Interessanti anche i vulcani, il più imponente si chiama MONTE OLIMPO e raggiunge i 2700 metri di altezza: è alto tre volte l’Everest. Il pianeta è soggetto anche a vere e proprie tempeste di polveri ed è anche per questo che il cielo di Marte ha un colore rossastro.
Marte ha due piccole lune: PHOBOS e DEIMOS (paura e terrore). Sono piccole e di forma irregolare, la più grande Phobos è lunga circa 28 chilometri, l’altra circa 15.
Probabilmente Phobos e Deimos sono due oggetti che sono stati catturati dalla gravità del pianeta e che un tempo appartenevano alla Fascia Principale degli asteroidi (vedi articolo Phobos, luna o asteroide? del 12 dicembre 2011).
Il 6 agosto di quest’anno è arrivata su Marte la sonda Curiosity. Il piccolo laboratorio mobile studierà le rocce, il suolo marziano e la sua composizione allo scopo di ottenere i mattoni chimici fondamentali della vita, come eventuali forme di vita basate sul carbonio, valutando in questo modo l’ambiente marziano com’era anche in passato.

Gli asteroidi

Ce ne sono un po’ dappertutto nel Sistema Solare ma la massima concentrazione è nella Fascia Principale che si trova fra le orbite di Marte e Giove. Gli asteroidi sono corpi rocciosi che orbitano intorno al Sole ed hanno dimensioni estremamente varie. Quelli più grandi sono pianeti in miniatura; il più grande di tutti si chiama Cerere ed ha un diametro di circa 950 chilometri. E’ stato il primo ad essere scoperto il 1 gennaio 1801 dall’astronomo italiano Giuseppe Piazzi. E’ stato promosso infatti da asteroide a pianeta nano.  La maggior parte degli scienziati ritiene che gli asteroidi siano una specie di pianeta mancato nel senso che avrebbero potuto aggregarsi per formare un pianeta ma glielo ha impedito l’intensa forza gravitazionale di Giove. Ogni giorno cadono sulla Terra centinaia di tonnellate di materiale proveniente dallo spazio. Un piccolo bombardamento del quale però non ci accorgiamo neppure. Qualche volta però questi sassi sono più grandi e non si disintegrano completamente: una parte può riuscire ad arrivare alla superficie terrestre e in questo caso ciò che rimane viene chiamato meteorite. I problemi iniziano quando i meteoriti sono molto grandi. La probabilità che un asteroide colpisca la Terra è BASSA. Gli oggetti che quanto a rischio di impatto con noi preoccupano più degli altri sono detti NEO. Questi oggetti vengono catalogati e tenuti d’occhio periodicamente. Quelli più pericolosi si chiamano PHO. Il più noto è l’asteroide 99942 Apophis che nel 2004 è diventato famoso. Colpirà la Terra nel 2036? I nomi degli asteroidi sono piuttosto divertenti: 8081 Leopardi, 5049 Sherlock Holmes, 9007 James Bond.
Vedi articoli: “Qualche informazione sugli asteroidi” dell’8 agosto 2012; “2011 AG5 ci mancherà, ma prima o poi …” del 10 agosto 2012

Giove, quasi una stella

Giove è il pianeta più grande di tutto il Sistema Solare: la sua massa è pari a 2,5 volte quella di tutti gli altri pianeti messi insieme, e ciò gli consente di avere un ruolo importante nella meccanica celeste per le perturbazioni che esercita sulle orbite di tutti gli altri pianeti del Sistema Solare.
E’ 1500 volte più grande della Terra, ma la sua massa è solo 310 volte maggiore. La sua composizione è simile a quella della nebulosa solare. All’esterno, dove le temperature raggiungono i -150°C, è avvolto da uno strato di nuvole composte di ammoniaca ghiacciata, che gli conferiscono la tipica colorazione biancastra, con tinte rosso-marroni, dovute alla presenza di altri elementi fra cui lo zolfo, il fosforo e il metano. Sotto si trovano le nuvole di idrogeno ed elio.
I primi 1000 chilometri di spessore sono costituiti prevalentemente da questi due elementi allo stato gassoso. Scendendo più giù, con l’aumentare della pressione e quindi anche della temperatura, la miscela gassosa di idrogeno ed elio si trasforma gradualmente in una miscela liquida, dando origine al primo grande oceano di Giove, che raggiunge una profondità di circa 15000 chilometri.
Sotto questo primo oceano avviene una trasformazione: la miscela liquida molecolare di idrogeno ed elio diventa una miscela liquida metallica, in cui le molecole di idrogeno sono così compresse che i singoli atomi non sono più legati in esse e gli elettroni si staccano dagli atomi, vagando liberi. In queste condizioni si dice che l’idrogeno è “metallico” in quanto è un ottimo conduttore di elettricità.
Qui ha origine il secondo oceano che raggiunge una profondità di 45 mila chilometri. Entrambi gli oceani hanno una profondità complessiva di circa 60 mila chilometri. A confronto, gli oceani della Terra sono insignificanti, con la loro profondità media che non supera i 3 chilometri.
Sotto il secondo oceano si troverebbe un nucleo roccioso fuso o parzialmente fuso, 10 volte più grande della nostra Terra, ma molto compresso.
Il pianeta irradia nello spazio da 1,5 a 2 volte più calore di quanto ne riceve dal Sole, questo significa che ha una sorgente interna di calore, che deriva quasi certamente dall’enorme quantità di energia accumulata durante la formazione del pianeta e grazie alla sua continua contrazione.
Si pensa che se Giove avesse avuto una massa 70 volte maggiore, la pressione e la temperatura delle regioni centrali sarebbero state tali da innescare le reazioni termonucleari che lo avrebbero fatto “accendere”, diventando così una stella.
E’ stata una fortuna per noi che ciò non sia avvenuto, perché i pianeti avrebbero seguito orbite completamente diverse, probabilmente molto ellittiche e inclinate, e conseguentemente temperature e composizioni chimiche pure diverse. In uno scenario simile, un pianeta come la Terra con molta probabilità non si sarebbe potuto formare; ma anche se ciò fosse accaduto certamente non avrebbe potuto ospitare la vita. Supponiamo tuttavia che la Terra si fosse formata lo stesso e su di essa fosse apparsa anche la vita: quale spettacolo si presenterebbe ai nostri occhi in presenza di una stella doppia? Vedremmo due stelle brillare nel cielo, una più grande e più luminosa, il Sole con la luce che conosciamo, l’altra più piccola e molto meno luminosa, Giove, splendente di una luce fioca rossastra. La mescolanza delle due fonti luminose creerebbe una colorazione particolare: non vedremmo più l’azzurro del nostro cielo e del mare, né le aurore argentate, né i tramonti infuocati; saremmo immersi in una luce tendente all’arancione, le montagne e gli oggetti sulla Terra proietterebbero due ombre diverse. Anche le stagioni sarebbero diverse, come pure i loro colori, e diversi sarebbero anche i processi che regolano la vita. Non solo, mentre il Sole illuminerebbe un emisfero terrestre, Giove potrebbe illuminare quello opposto. I due emisferi terrestri avrebbero così colori diversi, che si alternerebbero nell’arco di 12 ore, se la durata del giorno rimanesse invariata. L’emisfero illuminato dal Sole sarebbe caldo, quello illuminato da Giove freddo, con escursioni termiche consistenti nell’arco di poche ore e con conseguenze rilevanti sull’ambiente e su ogni forma di vita presente sul nostro pineta. Così sulla Terra regnerebbe solo il giorno, non avremmo più le notti, né il nostro cielo stellato, né le sere di Luna Piena, né potremmo ammirare le bellezze dell’Universo che ci circonda.
Avremmo la terribile sensazione di vivere su un mondo unico, soli in tutto l’Universo, perché la sua vita ci sarebbe per sempre negata.
La prima sonda spedita su Giove fu Pioneer 10 che raggiunse il pianeta nel 1973, trasmettendoci 23 immagini; seguì nel 1974 il Pioneer 11. Poi nel 1979 due importanti sonde, le Voyager, ci fornirono una grande quantità di dati e osservazioni che ci hanno consentito di conoscere per la prima volta il vero volto del pianeta e dei suoi satelliti maggiori. Le notizie delle Voyager sono state confermate e accresciute da un’altra importante missione, la Galileo, che ha studiato il sistema gioviano dal 1995 al 1999.
L’atmosfera visibile di Giove ha una dinamica molto complessa e turbolenta che rispecchia il tormentato stato di ribollimento che avviene al suo interno.
Da Terra, anche con piccoli telescopi, si vede chiaramente che il pianeta è attraversato da fasce chiare e scure alternate, parallele all’equatore. Le fasce chiare si trovano ad un livello più alto e sono costituite da materiale caldo proveniente dall’interno; le fasce più scure, a un livello più basso, sono costituite da materiale ormai raffreddatosi che si appresta precipitare verso l’interno, per riscaldarsi di nuovo e risalire in superficie in un ciclo continuo di movimenti ascensionali e discensionali. Questi movimenti fanno distendere la materia lungo le fasce nelle quali spirano venti impetuosi che all’equatore raggiungono velocità di oltre 600 Km/h. E se in una fascia questi venti viaggiano da est verso ovest nella fascia adiacente si muovono in senso contrario, perciò lungo le linee di contatto si formano enormi vortici che possono durare mesi, anni e persino secoli. Il più grande e duraturo è la Grande Macchia Rossa vista per la prima volta dall’astronomo Hooke nel 1664, quasi tre volte più grande della Terra. In pratica si tratta di un enorme anticiclone.
Le turbolenze e i vortici che si osservano nelle alte nuvole di Giove sono animati da potenti movimenti convettivi che trasportano continuamente calore dalle regioni interne verso l’esterno, consentendo così all’astro il suo lento ma continuo raffreddamento.
Inoltre, è stata riscontrata nelle nuvole di Giove un’abbondanza anomala di gas nobili e questo è un mistero. L’unico modo per poterlo capire consiste nell’assumere che Giove si sia formato in una regione dello spazio più lontana e quindi più fredda di quella dove si trova attualmente e che nel corso dei miliardi di anni si sia pian piano avvicinato al Sole. Questo fa sorgere un dubbio inquietante e cioè che il processo di avvicinamento di Giove al Sole potrebbe ancora non essere esaurito. Se così fosse potrebbero esserci conseguenze terribili per le orbite dei pianeti interni, Terra compresa. Giove è circondato da un sistema di tre anelli, invisibili da Terra anche con i più potenti telescopi. I principali satelliti di Giove furono scoperti da Galileo nel 1610; per questo sono conosciuti come “satelliti galileiani”. Sono in ordine di distanza crescente dal pianeta: Io, Europa, Ganimede e Callisto (vedi anche articolo: Per Giove la Terra esiste del 24 febbraio 2012)

Saturno

Saturno è il pianeta più lontano visibile da Terra ad occhio nudo. Fu Galileo ad osservarlo per primo con un cannocchiale Il suo periodo di rivoluzione intorno al Sole è di 29 anni e 167 giorni. La distanza massima dal Sole è di 1511 milioni di chilometri, la distanza minima è di 1346 milioni di chilometri. Saturno è un pianeta molto bello ed è circondato da splendidi anelli meritando a pieno titolo il nome di Signore degli Anelli. Si tratta di un pianeta gassoso con una densità bassissima inferiore addirittura a quella dell’acqua. In sostanza se avessimo una piscina sufficientemente grandi da infilarci Saturno, esso galleggerebbe. Ma la cosa più bella di questo pianeta sono gli anelli scoperti dall’olandese Christiaan Huygens nel 1655. Gli anelli sono composti da frammenti rocciosi separati di dimensioni che vanno da un paio di chilometri a quelli di semplici sassolini. Ci sono tre anelli principali e altri quattro più deboli. Sono formati da rocce coperte di ghiaccio. Qui arriva poca luce e poco calore meno di 1/90 di quello che scalda noi umani. I tre anelli principali si chiamano dal più interno C al più esterno A, separato dal precedente da uno spazio quasi vuoto detto “divisione di Cassini”. Il pianeta è avvolto da nuvole di ammoniaca ghiacciata che gli conferiscono la tipica colorazione bianco – gialla con tinte rosso – marrone per la presenza di tracce di altri composti fra cui il fosforo e il metano.
Nei pressi di Saturno, anche dentro il sistema degli anelli, si trovano moltissime lune. Se ne contano 62, ma sicuramente ne rimangono molte altre da scoprire.
Molte lune di questo pianeta sono piccolissime. Il satellite più interessante è senza dubbio Titano, che ha un diametro di 5000 chilometri ed è una delle lune più grandi del Sistema Solare insieme con Ganimede e Callisto di Giove; ha un diametro maggiore di quello di Mercurio.
Ma soprattutto è l’unico satellite noto che abbia una vera atmosfera. L’atmosfera è composta quasi del tutto da azoto, con un po’di metano. Su Titano ci sono laghi di metano liquido, su questo satellite infatti fa molto freddo (180° sotto zero) e a questa temperatura il metano si trova in forma liquida. Su Titano l’atmosfera è così densa e la forza di gravità così bassa (un uomo di 80 chili qui ne pesa 11) che forse si riuscirebbe a volare semplicemente attaccandosi delle ali e sbattendole a forza di braccia !

Urano 

Urano è un altro gigante gassoso anche se un po’ meno gigante di Giove e Saturno (il suo diametro è 4 volte quello della Terra). Fu scoperto nel 1781 da William Herschel nella costellazione dei gemelli. La sua caratteristica più curiosa è che si tratta di un pianeta sdraiato. Il suo asse di rotazione è quasi parallelo al piano della sua orbita. Urano ha un colore verde-azzurro. Vi spirano venti che raggiungono i 600 Km/h di velocità. I suoi satelliti sono 27 la maggior parte dei quali porta nomi di personaggi delle norme di William Shakespeare come Miranda, Ariel, Umbriel, Titania e Oberon. Questi 5 sono i satelliti principali, gli altri sono molto piccoli e di forma irregolare. Anche Urano ha sottilissimi anelli.
La sua distanza massima dal Sole è 3008 milioni di chilometri, la distanza minima è di 2742 milioni di chilometri. Il periodo di rivoluzione intorno al Sole è 84 anni e 7 giorni.
Alcuni studiosi hanno fatto osservare che le condizioni interne di Urano (e anche di Nettuno) potrebbero dar luogo ad uno straordinario fenomeno: all’interno dei due pianeti si verificherebbero grandinate di diamanti. Questo fenomeno si spiegherebbe grazie alla presenza di metano e alle estreme condizioni di temperatura e pressione al centro dei due pianeti. L’alta temperatura provocherebbe la dissociazione del metano in idrogeno e carbonio mentre l’alta pressione farebbe condensare il carbonio sotto forma di diamante. La grandine potrebbe originarsi al di sotto dei primi strati nuvolosi, a circa 3000 Km dall’atmosfera esterna, e potrebbe essere fitta e violenta.

Nettuno

Nettuno è simile ad Urano ma molto più blu. Fu scoperto nel 1846 dal tedesco Johann Galle. I venti su Nettuno sono ancora più incredibili; raggiungono i 2000 Km/h ed anche questo pianeta ha due sottili anelli. Fra i 13 satelliti di Nettuno l’unico grande è Tritone con un diametro di 2700 chilometri Tritone fu scoperto da William Lassell nel 1846ed ha un diametro di 2700 Km. Gira intorno al pianeta in 5,87 giorni, rivolgendogli sempre la stessa faccia. Ha una superficie molto fredda (-238°C) la più bassa di tutti i corpi freddi del Sistema Solare.
La distanza massima di Nettuno dal Sole è di 4540 milioni di chilometri, la distanza minima è di 4460 milioni di chilometri. Il periodo di rivoluzione intorno al Sole è di 164 anni e 280 giorni.

Fonti: Francesco Biafore In viaggio nel Sistema Solare Orione