Il Sistema solare: panoramica

Il Sistema Solare ebbe origine circa 4,6 miliardi di anni fa dalla contrazione gravitazionale di una nube di gas (99%) e polvere, che diede luogo a una condensazione centrale (il Sole) e a una nebulosa composta da tutto il materiale residuo (un disco in rapida rotazione), dalla quale ebbero origine per condensazione i cosiddetti planetesimi che, aggregandosi, formarono i pianeti. Segue una breve descrizione delle principali caratteristiche dei pianeti del Sistema solare.

TERRA

La Terra è il terzo pianeta del Sistema solare in ordine di distanza dal Sole e il quinto per grandezza. Le condizioni ambientali che hanno reso possibile lo sviluppo della vita derivano da diverse circostanze favorevoli, tra cui la presenza dell’atmosfera (che scherma le radiazioni solari dannose e brucia la maggior parte dei meteoriti), la giusta distanza dal Sole e un’inclinazione dell’asse di rotazione che rende non accentuate le variazioni climatiche annuali. La superficie è coperta per circa il 70% da oceani profondi almeno 4 km. L’atmosfera è composta principalmente da azoto (78%) e ossigeno (21%). Internamente la Terra è costituita dalla crosta, dal mantello e da un nucleo di ferro e nichel fusi, che, ruotando, genera il campo magnetico. La sismicità e il vulcanismo derivano dai movimenti e dal contatto delle zolle rigide cui è suddivisa la litosfera (l’involucro più esterno della Terra).

Dati fisici e parametri orbitali della Terra

LUNA

La Luna si è formata circa 4,6 miliardi di anni fa (l’età del più vecchio campione di roccia lunare). Si è originata probabilmente nella collisione tra la Terra e un altro corpo: i detriti risultanti si sarebbero successivamente aggregati. Rivolge alla Terra sempre la stessa faccia, perché il periodo di rotazione è uguale a quello di rivoluzione; tuttavia, a causa di alcuni moti oscillatori, si riesce a osservare quasi il 60% della superficie. Questa è costituita da zone chiare rocciose (altopiani) e scure basaltiche (mari): le prime riflettono maggiormente la luce solare. La Luna è praticamente priva di atmosfera, non trattenuta dal debole campo gravitazionale Ciò ha reso la sua superficie piena di crateri da impatto. Il piccolo nucleo non è fluido. Non esiste un campo magnetico globale, ma aree magnetiche locali attorno ai crateri. Attualmente non ci sono movimenti tettonici, né vulcanismo. Ghiaccio d’acqua si trova in entrambi i poli: si tratta dell’acqua depositata dalle comete sulla superficie, poi migrata.

Dati fisici e parametri orbitali della Luna  

SOLE

Il Sole è una sfera di gas formatasi circa 4,6 miliardi di anni fa, la cui massa è il 99,86% della massa dell’intero Sistema solare. Strutturalmente, si individuano tre regioni: il nucleo (grande all’incirca 1/4 del raggio solare), uno strato intermedio (regione radiativa) e uno esterno (regione convettiva). Sopra la superficie solare (definita in base alla radiazione che emette) l’atmosfera è distinta in tre zone: la fotosfera (la regione visibile del Sole), la cromosfera e la corona, che si estende nello spazio interplanetario. Nel nucleo la temperatura raggiunge 16 milioni di gradi, sufficiente a sostenere le reazioni nucleari da cui proviene l’energia solare. L’atmosfera è sede di fenomeni dinamici, quali macchie, brillamenti, ecc., legati a perturbazioni del campo magnetico solare e del vento solare. La luce solare impiega circa 8 minuti per giungere fino a noi.

Dati fisici e parametri orbitali del Sole  

MERCURIO

Mercurio è il pianeta del Sistema solare più vicino al Sole. A causa di tale vicinanza, si può osservare dalla Terra soltanto poco prima dell’alba e poco dopo il tramonto, mai in piena notte. Compie tre rotazioni ogni due orbite complete attorno al Sole. Poiché non ha quasi atmosfera (composta soltanto dagli atomi del vento solare, ossigeno, sodio ed elio), l’intenso calore solare non è trattenuto e le escursioni termiche sono elevate, da 467 °C a -183 °C. La superficie ricorda quella della Luna, anch’essa non protetta dall’atmosfera, segnata da migliaia di crateri formati dall’impatto con meteoriti. Mercurio è il secondo corpo più denso del Sistema solare, dopo la Terra: la struttura interna è costituita da un nucleo di ferro con un raggio di 1800÷1900 km, quasi il 75% del diametro complessivo; il mantello è spesso soltanto 500÷600 km. Acqua ghiacciata può trovarsi ai poli. Mercurio non possiede lune e ha un campo magnetico molto debole.

Dati fisici e parametri orbitali di Mercurio

 

VENERE

Venere è il secondo pianeta del Sistema solare in ordine di distanza dal Sole e il più luminoso del cielo. È coperto da spesse nubi che riflettono gran parte della luce solare. Tali nubi intrappolano anche il calore solare penetrato all’interno e riemesso dalla superficie, per cui, per effetto serra, la temperatura e la pressione raggiungono sul pianeta valori molto elevati, di 450° e di 90 atm. L’atmosfera è composta soprattutto di biossido di carbonio, con tracce di acido solforoso, e praticamente assenza di vapore acqueo. La superficie è assai simile a quella che avrebbe la Terra se non vi fossero gli oceani ed è coperta per circa il 20% di pianure, per il 70% di altopiani e per il 10% di rilievi. La struttura interna è costituita da un nucleo di ferro di circa 3000 km di raggio e da un mantello di roccia fusa. Venere non possiede lune, non ha un campo magnetico ed è l’unico pianeta il cui periodo di rotazione è più lungo di quello di rivoluzione.

Dati fisici e parametri orbitali di Venere

 

MARTE

Marte è il quarto pianeta del Sistema solare in ordine di distanza dal Sole. È un piccolo corpo roccioso la cui superficie è stata modificata da vulcanismo, impatti con altri corpi, movimenti tettonici e fenomeni atmosferici. All’osservazione appare di colore rossatro, per la presenza di ossidi di ferro al suolo. Possiede calotte polari ben visibili al telescopio. Il clima è cambiato più di una volta, probabilmente a causa di modificazioni della sua orbita. Geologicamente sono importanti il Monte Olimpo (alto 27 km e largo 600 km) e un sistema di canyon equatoriale. Marte non possiede un campo magnetico; ciò si accorda con l’aspettativa che il nucleo sia completamente solido. Si pensa che su Marte siano stati presenti anticamente fiumi, laghi e, forse, oceani. L’acqua liquida sarebbe poi scomparsa dalla superficie, restando sotto forma di ghiaccio nella crosta; è possibile che acqua liquida si trovi tuttora in profondità.

Dati fisici e parametri orbitali di Marte

Lune di Marte

 

GIOVE

Giove è il pianeta più grande del Sistema solare e il quinto in ordine di distanza dal Sole. È un pianeta gassoso costituito soprattutto da idrogeno ed elio. Le sue dimensioni sono quasi le massime per un pianeta; se la sua massa fosse 50÷100 volte maggiore diventerebbe una stella. All’osservazione Giove appare striato, a causa della presenza di bande chiare e scure create dai forti venti orizzontali dell’atmosfera superiore. Sono presenti anche strutture vorticose, la più estesa delle quali è la ‘grande macchia rossa’, un immenso vortice in rotazione antioraria nell’emisfero sud, osservato da oltre 300 anni. Il nucleo di Giove probabilmente non è solido. Con la rotazione del pianeta, il liquido interno, carico elettricamente, genera un campo magnetico molto intenso, la cui ‘coda’ si estende fino all’orbita di Saturno. Giove possiede molte lune e un sistema di anelli. Le quattro lune più grandi sono Io, Europa, Ganimede e Callisto.

Dati fisici e parametri orbitali di Giove

Lune di Giove

 

SATURNO

Saturno è il sesto pianeta del Sistema solare in ordine di distanza dal Sole. È un pianeta gassoso composto soprattutto da idrogeno (75%) ed elio (25%), con tracce di metano e di ghiaccio d’acqua. Con l’aumento della pressione, in profondità, l’idrogeno atmosferico diventa gradualmente liquido e poi liquido metallico. Si pensa che esista un nucleo roccioso con una massa dieci volte quella terrestre. La regione equatoriale è spazzata da violenti venti dell’atmosfera superiore che soffiano a 1800 km/h. Saturno possiede un complesso sistema di anelli, esteso centinaia di migliaia di chilometri, costituito da materiale di ghiaccio d’acqua grande da pochi micrometri a qualche decina di metri. Saturno possiede 33 lune. La più grande, Titano, è nascosta da una spessa atmosfera ricca di azoto, che rende il suo ambiente simile a quello della Terra primordiale. L’asse magnetico di Saturno è quasi paralleo a quello di rotazione, ma rovesciato rispetto a quest’ultimo.

Dati fisici e parametri orbitali di Saturno

Lune di Saturno

 

URANO

Urano è il settimo pianeta del Sistema solare in ordine di distanza dal Sole. È un pianeta gassoso la cui atmosfera è composta da idrogeno ed elio, con una piccola quantità di metano e tracce di acqua e ammoniaca. Più dell’80% della sua massa è contenuta in un esteso nucleo liquido, costituito principalmente da materiali ghiacciati e da materiali più densi in profondità. Nell’atmosfera sono presenti sistemi nuvolosi a diverse altezze; alcune nubi sono molto luminose. L’asse di rotazione è attualmente quasi orizzontale rispetto al piano dell’orbita, forse a causa di una collisione avvenuta a epoche primordiali. Malgrado ciò, per la lontananza dal Sole le differenze di temperatura tra notte e giorno non sono rilevanti. L’asse magnetico è fortemente inclinato (60°) rispetto all’asse di rotazione e spostato dal centro del pianeta di 1/3 di raggio. Urano possiede molte lune e un sistema di anelli.

Dati fisici e parametri orbitali di Urano

Lune di Urano

 

NETTUNO

Nettuno è l’ottavo pianeta in ordine di distanza dal Sole, attorno al quale compie una rivoluzione completa ogni 165 anni. In realtà, a causa dell’orbita fortemente ellittica di Plutone, ogni 248 anni, per 20 anni, Nettuno si trova a essere il pianeta più distante dal Sole. È il più piccolo dei pianeti gassosi, dopo Giove, Saturno e Urano. La sua atmosfera è composta da idrogeno, elio e metano (quest’ultimo conferisce al pianeta il caratteristico colore blu, perché assorbe la luce rossa) e si fonde su un nucleo più pesante grande all’incirca quanto la Terra. Ha un campo magnetico intenso circa il doppio di quello terrestre. Possiede diverse lune e un sistema di anelli; la luna più grande,Tritone, orbita in senso opposto rispetto alla rotazione del pianeta ed è in graduale avvicinamento verso Nettuno, con il quale colliderà nel giro di 10÷100 milioni di anni, formando un vasto sistema di anelli. Nettuno è stato scoperto da W. Lassel il 10 ottobre 1846.

Dati fisici e parametri orbitali di Nettuno

Lune di Nettuno

 

PLUTONE

Plutone è un corpo piccolo e freddo del Sistema solare, considerato non più un pianeta, ma un ‘pianeta nano’. Nessuna sonda lo ha mai visitato. Le sue piccole dimensioni, paragonabili a quelle di un gruppo di corpi che orbitano nella stessa regione, ha dato luogo a un acceso dibattito sull’opportunità di considerarlo un pianeta, risolto il 24 agosto 2006 con la nuova definizione. Possiede probabilmente un nucleo roccioso circondato da un mantello d’acqua ghiacciata. La sua orbita è fortemente ellittica, tanto che ogni rivoluzione completa, per 20 anni, si trova più vicino al Sole di Nettuno (l’ultima volta ciò è accaduto tra il 1979 e il 1999). Sulla sua superficie sembrano esserci metano, azoto e monossido di carbonio ghiacciati. Plutone possiede calotte polari e larghe macchie scure vicino all’equatore. Oltre a Caronte, grande all’incirca la metà di esso e che orbita mostrando sempre la stessa faccia, altre due piccole lune sono state scoperte nel 2005 dal telescopio spaziale Hubble e sono state denominate Nix e Hydra (l’immagine a lato mostra il sistema di Plutone).

Dati fisici e parametri orbitali di Plutone

Claudio Censori (www.cosmored.it)

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