IL SOLE

STRUTTURA
Il Sole è una sfera di gas incandescenti che produce continuamente energia. Il suo nucleo ha temperature e densità elevatissime, per cui i nuclei di idrogeno si fondono insieme formando elio. Queste reazioni liberano un'enorme energia, che attraversa la zona di radiazione e di convenzione, giunge alla superficie (fotosfera) oltrepassa l'atmosfera solare (cromosfera) e si libera nello spazio.
Generalità [modifica]

Il principale corpo celeste del sistema solare è il Sole, una stella della sequenza principale di classe spettrale G2 V (nana gialla), 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, raggruppano ad essi due più del 90% della massa restante. La maggior parte dei grandi oggetti in orbita intorno al Sole sono in un piano simile a quello dell'orbita terrestre, chiamata eclittica. Tipicamente, il piano di orbita dei pianeti è molto vicino a quello dell'eclittica mentre le comete e gli oggetti della cintura di Kuiper hanno un angolo significativamente maggiore rispetto al nostro. Tutti i pianeti e la maggior parte degli altri oggetti orbitano nello stesso senso che la rotazione del Sole, in senso antiorario dal punto di vista di un osservatore situato al di sopra del polo nord solare. Certi oggetti orbitano in un senso orario, come la cometa di Halley. Le traiettorie degli oggetti che gravitano intorno al sole seguono le leggi di Keplero. Sono approssimativamente delle ellissi di cui uno dei fuochi è il Sole. Le orbite dei pianeti sono quasi circolari mentre quelle dei corpi più piccoli presentano una maggiore eccentricità e possono risultare molto ellittiche. La distanza di un corpo dal Sole varia durante la sua rivoluzione. Il punto più vicino al sole dell'orbita di un corpo si chiama perielio, mentre il più lontano è l'afelio. Il sistema solare è diviso in due zone distinte, il sistema solare interno include i quattro pianeti tellurici 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 ad 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 e i loro movimenti [modifica]
I pianeti del sistema solare.

I pianeti del sistema solare sono otto: in ordine di distanza dal Sole si tratta di Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno (conosciuti fin dall'antichità), Urano (scoperto nel 1781) e Nettuno (scoperto nel 1846).

Tradizionalmente si contavano nove pianeti: il nono era Plutone, scoperto nel 1930; nel 2006 l'Unione Astronomica Internazionale ha tuttavia deciso di classificare quest'ultimo come pianeta nano.

Nel 2003 Michael Brown, astronomo californiano, con un'equipe di studiosi ha scoperto quello che ritiene essere il decimo pianeta del sistema solare anche se molti studiosi sono ancora scettici a riguardo. Il nuovo planetoide, conosciuto inizialmente come 2003 UB313 e successivamente ribattezzato Eris, fu identificato come l'oggetto più distante in orbita intorno al Sole. Sono stati successivamente riconosciuti pianeti nani più distanti di Plutone, come Makemake e Haumea.

Spesso i pianeti si distinguono in interni ed esterni, a seconda della posizione rispetto alla Terra, o in rocciosi e gassosi, a seconda della struttura.

Il tempo impiegato da un pianeta per compiere un giro attorno al proprio asse è detto giorno, mentre il periodo che impiega un pianeta per compiere una rivoluzione completa intorno al Sole è detto anno.

I pianeti compiono la loro rivoluzione intorno al Sole percorrendo orbite che sono quasi complanari con l'orbita terrestre (piano dell'eclittica); sia il moto di rivoluzione che quello di rotazione si svolgono inoltre in senso antiorario a partire da ovest (ad eccezione di Venere e Urano).

L'inclinazione degli assi di rotazione rispetto al piano orbitale, in tutti i pianeti, non si discosta molto dalla perpendicolare, ad eccezione di Urano, che ruota coricato sul piano dell'orbita.

Il moto che i pianeti svolgono intorno al Sole segue tre leggi empiriche fondamentali note sin dal XVII secolo, e denominate leggi di Keplero.
Caratteristiche dei pianeti terrestri e gioviani [modifica]
La struttura interna dei pianeti rocciosi.

I pianeti sono molto diversi l'uno dall'altro per composizione, dimensioni, temperatura ed 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.
La struttura interna dei pianeti gioviani.

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.

Infine la temperatura (più elevata nei pianeti di tipo terrestre) e le sue variazioni annue e giornaliere, dipendono da numerosi fattori: la distanza dal Sole, la presenza di un'atmosfera e la sua composizione chimica, l'inclinazione dell'asse di rotazione, ecc..
Pianeti nani e oggetti minori [modifica]

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.[4]

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.[5] In precedenza Plutone era considerato il nono pianeta.

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.
Altri oggetti [modifica]

Il sistema solare comprende altri corpi come i satelliti, che orbitano attorno ai pianeti, e le comete, che ruotano attorno al Sole ed hanno un'orbita molto eccentrica e piani orbitali di solito molto inclinati rispetto all'eclittica. Sono presenti anche polveri e gas molto rarefatto concentrati attorno all'eclittica, che diffondono la radiazione solare dando origine alla luce zodiacale.
Sole [modifica]
Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi la voce Sole.
Il Sole visto ai raggi X dalla sonda giapponese Yohkoh.

Il Sole è la stella madre del sistema solare, e di gran lunga il suo principale componente. La sua grande massa gli permette di sostenere la fusione nucleare, che rilascia enormi quantità di energia, per la maggior parte irradiata nello spazio come radiazione elettromagnetica, in particolare luce visibile.

Il Sole viene classificato come una nana gialla, anche se come nome è ingannevole in quanto, rispetto ad stelle nella nostra galassia, il Sole è piuttosto grande e luminoso. Le stelle vengono classificate in base al diagramma Hertzsprung-Russell, un grafico che mette in relazione la temperatura effettiva e la luminosità delle stelle. In generale più una stella è calda più è luminosa: le stelle che seguono questo modello sono appartenenti alla sequenza principale, ed il sole si trova proprio al centro di questa sequenza. Tuttavia stelle più luminose e calde del Sole sono rare, mentre stelle meno luminose e più fredde sono molto comuni.[6] La luminosità del Sole è in costante crescita, e si è stimato che all'inizio della sua storia aveva soltanto il 75% della luminosità che mostra attualmente.[7]

Il Sole è una stella di I popolazione, ed è nato nelle fasi successive dell'evoluzione dell'Universo. Esso contiene più elementi pesanti dell'idrogeno e dell'elio (metalli) rispetto alle più vecchie stelle di popolazione II.[8] Gli elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio si formarono nei nuclei di stelle antiche ormai esplose, così la prima generazione di stelle dovette terminare il suo ciclo vitale prima che l'universo potesse essersi arricchito di questi elementi. Le stelle più antiche osservate contengono infatti pochi metalli, mentre quelle di più recente formazione ne sono più ricche Questa alta metallicità si pensa sia stata cruciale nello sviluppo di un sistema planetario da parte del Sole, poiché i pianeti si formano dall'accumulo di metalli.[9]
Mezzo interplanetario [modifica]

Insieme alla luce il Sole irradia un flusso continuo di particelle cariche (plasma), noto anche come vento solare. Questo flusso di particelle si propaga verso l'esterno a circa 1,5 milioni di chilometri all'ora,[10] creando una tenue atmosfera (l'Eliosfera) che permea il sistema solare per almeno 100 UA (cfr. Eliopausa). Questo è noto come mezzo interplanetario.
Sistema solare interno [modifica]
Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi la voce Sistema solare interno.

Sistema solare interno è il nome utilizzato per la regione di spazio che comprende i pianeti rocciosi e gli asteroidi. Composti principalmente da silicati e metalli, gli oggetti del sistema solare interno si trovano molto vicini al Sole, tanto che il raggio di questa regione è più breve della distanza che separa Giove da Saturno.
Pianeti terrestri [modifica]
Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi la voce Pianeta terrestre.
I pianeti interni. Da sinistra a destra: Mercurio, Venere, la Terra e Marte (in scala)

I quattro pianeti terrestri interni (da non confondersi con i pianeti interni) sono densi, hanno una composizione rocciosa, hanno pochi o nessun satellite, e non hanno anelli planetari. Essi sono costituiti principalmente da sostanze aventi un alto punto di fusione, come silicati, che costituiscono le croste ed i mantelli, ed i metalli come ferro e nichel, che costituiscono il loro nucleo. Tre dei quattro pianeti interni (Venere, Terra e Marte) possiedono una atmosfera, hanno crateri da impatto e placche tettoniche, come dimostrano la presenza di rift valley e vulcani.
Mercurio [modifica]

Mercurio (0,4 UA) è il pianeta più vicino al Sole, oltre ad essere il pianeta più piccolo (0,055 masse terrestri). Mercurio non possiede satelliti naturali e le sue sole formazioni geologiche conosciute, oltre ai crateri da impatto, sono creste sporgenti o rupes, probabilmente prodotte durante una fase di contrazione avvenuta nella sua storia primordiale.[11] Il pianeta è sprovvisto di atmosfera, fatta eccezione per esili tracce di gas probabilmente frutto dell'interazione del vento solare con la superficie del pianeta.[12] Il suo nucleo relativamente grande e il suo mantello sottile non sono ancora stati spiegati adeguatamente: l'ipotesi principale riporta la possibilità che gli strati esterni siano stati strappati via da un impatto gigantesco.[13][14]

Venere [modifica]

Venere (0,7 UA) è per dimensioni molto simile alla Terra (0,815 masse terrestri), e, come la Terra, ha un mantello composto da silicati attorno ad un nucleo ferroso, possiede un'atmosfera e l'attività sulla sua superficie rende evidente la presenza di attività geologica interna. Tuttavia è molto più asciutto della Terra, e la sua atmosfera è novanta volte più densa. Venere non ha satelliti naturali. Esso è il pianeta più caldo del sistema solare, con temperature superficiali superiori ai 400 °C, molto probabilmente a causa della quantità di gas che provoca effetto serra nell'atmosfera.[15] Non sono state individuate prove definitive delle attuali attività geologiche su Venere, ma si potrebbe pensare che la sua densa atmosfera sia regolarmente alimentata da eruzioni vulcaniche.[16]

Terra [modifica]

Terra (1 UA) è il più grande e denso dei pianeti interni, l'unico in cui sono conosciute attuali attività geologiche, ed è l'unico pianeta del sistema solare che permette la vita. La sua idrosfera liquida è unica tra i pianeti interni, ed è anche l'unico pianeta dove siano state osservate placche tettoniche. L'atmosfera terrestre è estremamente differente rispetto a quella degli altri pianeti, poiché è stata alterata dalla presenza della vita e contiene il 21% di ossigeno.[17] Possiede un satellite naturale, la Luna, l'unico grande satellite di un pianeta terrestre nel sistema solare.

Marte [modifica]

Marte (1,6 UA) è più piccolo della Terra e di Venere (0,107 masse terrestri). Possiede un'atmosfera tenue, composta principalmente da anidride carbonica. La sua superficie, costellata di vulcani, come il grande Olympus Mons, e da rift valley, come la Valles Marineris, mostra attività geologica che ha persistito fino a tempi relativamente recenti. Il suo colore rosso deriva dalla presenza della ruggine del suolo, ricco di ferro.[18] Marte ha due piccoli satelliti naturali (Deimos e Phobos), che si pensa siano asteroidi catturati dal suo campo gravitazionale.[19]

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