Cinque miliardi d’anni fa
nasceva il Sole. Era immerso nella nube di polveri e gas che gli aveva fatto da
incubatrice. Le radiazioni che emetteva iniziarono a fare pulizia. I primi a spostarsi
furono i gas leggeri come l’idrogeno e l’elio, mentre più lentamente vennero
spostati i materiali più pesanti. Nella nube che ancora avvolgeva i l Sole si erano
formati altri addensamenti. Erano i nuclei dei futuri pianeti che orbitando intorno al
Sole andavano raccogliendo la materia che il Sole allontanava da sé. Sebbene i pianeti
più vicini avessero la possibilità di raccogliere più materia di quelli lontani, la
loro forza di gravità non era in grado di trattenere gli elementi chimici più leggeri.
Così i primi cinque pianeti si ritrovarono con una forte presenza di materiali pesanti al
loro interno. I cinque più esterni raccolsero i gas più leggeri che si erano addensati
nella loro zona, essendo le radiazioni solari troppo deboli per spingerli oltre.
Inizialmente i pianeti erano dei globi incandescenti, continuamente bombardati da comete
ed asteroidi. L’incandescenza era dovuta soprattutto alle elevate pressioni che si
sviluppavano nei nuclei, favorite anche dalla presenza di elementi leggeri e facilmente
riscaldabili. Lo stato d’incandescenza era comunque destinato a durare poco, infatti
gli elementi con maggiore peso specifico migravano lentamente verso il nucleo, mentre
quelli a minore peso specifico si muovevano in direzione opposta, verso la superficie,
così il costante afflusso di elementi pesanti nel nucleo abbassò la temperatura
superficiale dei pianeti. Una volta raffreddati getti di gas eruttarono in superficie
andando a costituire l’atmosfera dei pianeti. A questo punto l’evoluzione* dei
singoli pianeti prese strade differenti. Prima di passare a descrivere le loro
caratteristiche, soffermiamoci un momento sull’astro a cui dobbiamo tutto: il Sole.
SOLE
Il Sole è la
stella più vicina alla Terra. E’ un’affermazione banale ma spesso ci si
dimentica della sua importanza. Leggiamo la sua carta d’identità. E’ una stella
di tipo G2V, ha una massa di 1.989 x 1030kg (equivalente al 99,9% della massa
dell’intero sistema solare) ed un raggio di 696.000km. La rotazione all’equatore
è di 2km/s, ovvero ruota in 25 giorni 9 ore. La sua temperatura superficiale si aggira
sui 5.500°C, mentre nel nucleo, dove avvengono le reazioni nucleari la temperatura ha il
fantastico valore di 15.300.000°C. Ciò è dovuto alla fusione di atomi d’idrogeno
in atomi di elio, con la produzione di radiazioni e calore. La densità nel nucleo è di
140-180 g/cm3, contro quella media di 1,41 g/cm3, mentre la pressione è di circa 200.000.000.000atm.
Ogni anno il Sole brucia un cento millesimo di miliardesimo della sua massa, tanto che
fino ad oggi ha perso solo un decimillesimo della sua massa. All’interno del Sole,
dopo il nucleo, troviamo una “zona radiativa” che accumula calore, il quale
viene trasferito verso la “zona convettiva”. Da qui calore e radiazioni vengono
dispersi nello spazio dalla fotosfera, che è l’unica parte sempre visibile. Qui
possiamo osservare una serie di fenomeni come le macchie, le facole, i grani ed i
brillamenti. Le macchie solari sono certamente il fenomeno più vistoso. Si presentano
come zone scure che nascono intorno ai 40° di latitudine e lentamente migrano verso i
5°. La temperatura di queste macchie s’aggira sui 4.000°C ed appaiono scure perché
emettono meno luce del normale. A queste macchie sono associati campi magnetici con
energie dell’ordine delle centinaia di Gauss. Le macchie si presentano con un ciclo
di 11,2 anni, noto come ciclo di Wolf. Normalmente il Sole emette luce per una potenza di
3,83 x 1026Watt, ciò significa che ha una Magnitudine Assoluta di +4,83,
mentre noi lo vediamo con una Magnitudine Apparente di –26,74. La luce non è il solo
fenomeno più appariscente del Sole, ma c’è anche il suo campo magnetico. Questo ha
intensità di 1 Gauss e si estende per oltre 100 Unità astronomiche. Le linnee di forza
di questo campo magnetico sono visibili durante le eclissi di Sole, quando diventa
visibile la Corona solare. Questa si trova sopra alla Cromosfera, l’atmosfera del
Sole, ed è composta da atomi ionizzati scaldati fino a 1.000.000°C. Questi atomi si
dispongono lungo le linee di forza rendendole visibili. Oltre ai campi magnetici il Sole
emette un flusso di particelle ionizzanti conosciuto come vento solare, che si muove
normalmente ad una velocità di 200km/s, ma durante i periodi di massima intensità delle
macchie solari si ha una intensa produzione di ioni che vengono scagliati via a 900km/s.
Per concludere il Sole è anche una potente radiotrasmittente che emette ben tre diversi
tipi di “trasmissione”. Le emissioni di Tipo I sono “scoppi” radio
emessi in concomitanza con la presenza di macchie solari; quelli di Tipo II , definiti
scoppi dinamici, in concomitanza con i brillamenti; quelli di Tipo III, simili a quelli di
Tipo II ma con la presenza di elettroni e protoni.
MERCURIO
E’ il pianeta più vicino al
Sole. Si trova ad una distanza media di 57.910.000km ed impiega 87,969 giorni terrestri
per compiere una
rivoluzione. Ha un diametro di 4.878km ed il suo giorno dura 58,65 giorni, 15 ore e 36
minuti primi. Il giorno su Mercurio dura 2/3 del suo anno. La sua forza di gravità è di
3,78 m/s2 e l’asse polare è inclinato di 2°. All’osservazione
telescopica il pianeta non mostra dettagli essendo spesso troppo basso
sull’orizzonte. Le uniche immagini dettagliate sono state raccolte da una sonda
spaziale americana che ha mostrato un pianeta butterato di crateri e quasi privo
d’atmosfera. Recenti analisi effettuate con radar terrestri avrebbero evidenziato la
presenza di ghiaccio in alcuni crateri ai poli, in luoghi dove la luce solare non può
arrivare. Sulla superficie illuminata la temperatura raggiunge i 440°C, mentre nel lato
buio scende a –185°C. Nonostante la sua vicinanza con il Sole, il pianeta dovrebbe
possedere un’atomosfera, ma in realtà possiede una tenuissima atmosfera di sodio,
elio ed ossigeno. Si ritiene che in epoche remote l’atmosfera sia stata spazzata via
dall’urto con un enorme asteroide, cosa non impossibile vista la bassa velocità di
fuga del pianeta, intorno ai 4,3 km/s.
VENERE
Si trova ad orbitare alla distanza
media dal Sole di 108.200.000km ed impiega 224,701 giorni terrestri per percorrerla tutta.
Il suo diametro è di 12.102 km ed impiega 243 giorni e 14,4 minuti per ruotare su se
stesso, in senso retrogrado (il Sole sorge a ovest e tramonta ad est). Ha una forza di
gravità pari a 8,6 m/s2 e la sua velocità di fuga è di 11,18 km/s.
L’asse polare è incredibilmente
rovesciato a 177,3°. Visto al telescopio il pianeta non mostra nessun dettaglio
superficiale, a parte le fasi simili a quelle lunari. La superficie è nascosta da uno
spesso strato di nuvole e per osservarla è stato necessario inviare sonde spaziali dotate
di radar. Oggi sappiamo che l’atmosfera di è interamente composta d’anidride
carbonica, con tracce di azoto e anidride solforosa. Fino a 1km dalla superficie la
pressione atmosferica è di 90bar, equivalente a 1km sott’acqua. Questa enorme
pressione impedisce al magma dei vulcani d’eruttare in superficie e li costringe a
scavare lunghissime colate laviche. Il magma poi si raffredda molto lentamente perché
l’effetto serra creato dall’atmosfera impedisce un efficace smaltimento del
calore, che alla superficie raggiunge i 480°C sia di giorno che di notte. Il calore
comunque viene disperso dalle nuvole che corrono dalla zona illuminata a quella buia a
velocità supersoniche. La superficie presenta poi numerosi e vistosi fenomeni geologici,
alcuni tipici solo di Venere, mentre i crateri da impatto con asteroidi o comete sono
limitati a quelli di dimensioni maggiori, perché quelli di diametro inferiore vengono
consumati dalla densa atmosfera prima che arrivino al suolo. Alcuni scienziati hanno
ipotizzato di terraformare (trasformare un pianeta inabitabile in uno simile alla Terra)
il pianeta disperdendo alghe e batteri modificati geneticamente per resistere alle
condizioni climatiche avverse.
TERRA
Il nostro pianeta orbita a
149.600.000km dal Sole ed impiega 365,256 giorni per percorrere l’orbita. Ha un
diametro medio di 12.756km e ruota su se stesso in 23 ore, 56 minuti e 4 secondi. Ha una
forza di gravità di 9,78 m/s2che
gli permette di tenersi in orbita un grande
satellite: la Luna. La velocità di fuga è di 11,2km/s e l’asse polare risulta
inclinato di 23,45°.L’atmosfera ha una pressione di 1bar, una temperatura media di
20°C ed una composizione chimica dominata dall’azoto e dall’ossigeno. Queste
condizioni permettono all’acqua di presentarsi sotto tutti gli stati: solido, liquido
e gassoso, cosa che ha permesso la nascita e lo sviluppo della vita, una caratteristica
che rende unico il nostro pianeta insieme con la presenza della Luna. Questa dista in
media 384.000km ed impiega 27,32 giorni per orbitare intorno alla Terra. Ha un diametro di
3.480Km ed impiega 27,32 giorni per ruotare su se stessa, quindi mostra sempre lo stesso
lato alla Terra, sebbene vi siano degli sbandamenti, lunazioni, che ci permettono
d’osservare fino al 60% della superficie del satellite. Oggi sappiamo che la Luna si
allontana dalla Terra di 4cm all’anno. Esiste un nesso tra le maree terrestri e la
presenza della Luna. Le maree hanno rallentato la rotazione terrestre e l’energia
persa è stata accumulata dalla Luna che, invece di compiere un orbita spiraliforme verso
la Terra, viaggia in direzione opposta. Sapendo che un tempo la Luna era molto prossima al
nostro pianeta, circa 22.000km, ci si chiede quale sia l’origine della Luna. Sono
state proposte diverse ipotesi: un pezzo di Terra staccatosi quando ancora era
incandescente; è nata insieme alla Terra; un grosso asteroide catturato; un eventuale
passaggio radente di un corpo vagante delle dimensioni di Marte di cui una parte è
rimasta in orbita. Tutte ipotesi a cui solo uno studio sul posto ed in profondità potrà
dare un responso definitivo.
MARTE
L’ultimo dei pianeti rocciosi.
Orbita ad una distanza media di 227.940.000km dal Sole in 686,98 giorni terrestri (23
mesi). Ha un diametro di soli 6.786 km, ruota su se stesso in 24 ore, 37 minuti e 22
secondi, ha l’asse polare inclinato di 25,19° e la forza di gravità è di 3,72 m/s2. La sua orbita molto eccentrica
ed il suo piccolo diametro lo fanno un oggetto spesso difficile da osservare al
telescopio. Quando è possibile mostra zone scure alternate a zone rossiccie, mentre i
poli spesso brillano per il ghiaccio. A forti ingrandimenti l’occhio
dell’osservatore viene ingannato e può vedere linee, “canali”,
dall’aspetto artificiale. Informazioni più precise si possono ottenere dalle
numerose sonde spaziali mandate verso il pianeta. Pur essendo grande la metà della Terra,
il pianeta mostra una orografia complessa ed appariscente. Vi si può trovare il vulcano
più alto di tutto il sistema solare, il Monte Olimpo alto 24km, oppure la Valle del
Mariner che si snoda per una lunghezza pari alla larghezza degli Stati Uniti
d’America. Ci sono poi due calotte polari ghiacciate, composte di acqua ed anidride
carbonica. Durante la primavera marziana, l’innalzamento della temperatura provoca
gigantesche tempeste di sabbia che arrivano a ricoprire l’intero pianeta. Sono stati
osservati i letti di antichi fiumi ed i fondali d’altrettanto antichi laghi, mentre
in alcuni punti della Valle del Mariner si è osservata della nebbia. Da questi dati si
pensa che inizialmente le condizioni ambientali del pianeta fossero simili a quelle
terrestri. Il problema è che molto del ferro che doveva migrare in profondità nelle fasi
d’incandescenza era rimasto in superficie. L’acqua ed il vapore si sono
combinati con le rocce ferrose liberando idrogeno, troppo leggero per rimanere sul pianeta
e questo si è tradotto in una diminuzione della pressione atmosferica e del vapore acqueo
atmosferico. Attualmente la pressione è di 0,01bar e la temperatura media di –40°C.
Secondo gli scienziati il pianeta non ha perso tutta l’acqua che lo compone, ma la
conserva sotto forma di permafrost poco sotto la superficie. Ora la domanda è se sul
pianeta, essendoci stata l’acqua, si è sviluppata la vita e se eventualmente
sopravvive ancora in profondità. Per ora risposte sicure ancora non ci sono, ma il
pianeta in questi anni è nel mirino dei grandi enti spaziali che, con l’obiettivo di
farvi sbarcare degli uomini, lo stanno esplorando a fondo come già era accaduto con la
Luna, quindi c’è da aspettarsi anche grandi novità da pianeta rosso. Sebbene abbia
una forza di gravità esigua, è riuscito a catturare due piccoli asteroidi, Phobos e
Deimos, che gli orbitano attorno a quote e direzioni diverse.Questi due piccoli satelliti sono stati i primi
asteroidi fotografati da vicino.
ASTEROIDI
Tra le orbite di Marte e Giove
esiste un’orbita relativamente vuota. E’ la fascia degli asteroidi. Qui,
miliardi d’anni fa, c’era un decimo pianeta che per sua sfortuna si era
aggregato in una zona dove la forza di gravità del Sole e dei pianeti esterni gioca in modo particolarmente
violento. Difficile dire se il pianeta si sia formato e poi sia stato sgretolato o se è
andato in frantumi quando era ancora incandescente. Di fatto ora la sua orbita è piena
dei suoi frammenti. Per molto tempo si è creduto che questa fascia fosse un vero muro per
qualsiasi veicolo, in realtà la densità è tale che questa fascia non costituisce un
ostacolo per la navigazione spaziale. Ma gli asteroidi che orbitano intorno al Sole non
sono tutti originari di questa fascia. Ve ne sono moltissimi che corrono su orbite diverse
e che sono nati con il sistema solare o che addirittura sono più vecchi. Laddove è
possibile, le sonde spaziali in volo vengono mandate su rotte che le portano a sorvolare
questi corpi, mentre è ormai arrivata a destinazione una sonda che deve mettersi in
orbita attorno ad uno di questi corpi ed analizzarlo. E’ molto importante esplorare
anche questi corpi minori per ottenere dati sulla loro composizione chimica,
l’origine e la densità. Questo perché potrebbero diventare le miniere del futuro e
perché molti di loro hanno un’orbita che li porta ad intersecare quella terrestre,
con gravi conseguenze in caso di collisione. Gli asteroidi sono osservabili anche con
piccoli telescopi e possono essere scoperti anche da astrofili. La visione al telescopio
mostra solo dei piccoli puntini in moto tra le stelle, ma talvolta è possibile vedere
variazioni di luminosità dovute all’orografia o alla brillantezza delle superfici.
GIOVE
Orbita a 778.330.000km dal Sole in
4.332,710 giorni. Con i suoi 142.984km di diametro è il pianeta più grande di tutto il
sistema solare, eppure impiega solo 9 ore, 50 minuti e 28 secondi per ruotare sul suo
asse, all’equatore. Ha una forza di gravità di 22,88m/s2 e l’asse
polare inclinato di 3,12°. La velocità di fuga risulta di 59,6km/s. Questo è il primo
dei pianeti gassosi, composto interamente d’idrogeno con un 10% di elio. Nel nucleo
vi sono elementi pesanti avvolti da idrogeno sottoposto ad una tale pressione da avere
caratteristiche metalliche. Temperature e pressioni variano con la quota. Nel nucleo si parte con temperature
intorno ai 20.000°C e pressioni di 45.000.000bar fino ai –100°C ed 1 bar in
atmosfera. Quest’ultima è ben visibile al telescopio ed è caratterizzata da bande
scure e chiare di nuvole in moto parallelo all’equatore. I colori sono dovuti alle
diverse densità e alla diversa composizione chimica. Spettacolare la Grande Macchia
Rossa, un gigantesco ciclone. Una delle caratteristiche del pianeta è di emettere più
energia di quella che riceve dal Sole. Questa energia è emessa particolarmente nelle onde
radio e l’unica spiegazione trovata è la presenza di idrogeno metallico nel nucleo
che “emula” una grande massa metallica. Il pianeta possiede un centesimo della
massa solare e viene spesso definito una stella mancata. Similmente al Sole, attorno al
pianeta orbitano più di 16 satelliti ed un debole anello di minuti frammenti di ghiaccio.
Tra i suo i Satelliti quattro sono facilmente distinguibili al telescopio. Si tratta di
Io, Europa, Ganimede e Callisto. Io è il più vicino. La sua vicinanza provoca dei
volenti fenomeni nelle profondità del piccolo corpo mantenendolo perennemente caldo. Esso
è composto prevalentemente di zolfo e la sua superficie è sconvolta da vulcani e colate
di zolfo liquido, mentre l’orbita è colma di zolfo allo stato gassoso. Gli altri tre
satelliti sono “gocce d’acqua” ghiacciate. Ganimede mostra i segni di un
violento impatto che ha sciolto il ghiaccio superficiale formando delle onde che si sono
ghiacciate subito. Callisto invece è letteralmente andato in frantumi, ma si è
ricompattato subito ed oggi mostra zone scure, la vecchia superficie, e striature chiare,
l’acqua uscita dalle profondità e ghiacciatasi in superficie. Europa invece è
un’immensa superficie ghiacciata che, secondo recenti studi, protegge un oceano
liquido. Ora ci si chiede se l’oceano di Europa possa aver sviluppato elementari
forme di vita.
SATURNO
Simile a Giove, orbita a
1.426.980.000km dal Sole ed impiega 10.759 giorni, ovvero 29 anni, per percorrere tutta la
sua orbita. Ha un diametro di 120.560km,
l’asse polare inclinato di 0,133°, ruota sul suo asse in sole 10,23 ore ed una forza
di gravità di appena 9,05 m/s2, quindi una velocità di fuga di 35,5km/s,
dovute ad una densità persino inferiore a quella dell’acqua. Strutturalmente e come
composizione è uguale a Giove, diverse invece sono le temperature e le pressioni nel
nucleo, 14.000°C e 10.000.000bar, mentre in superficie non c’è una grande macchia
ma diverse piccole. Il pianeta è molto appariscente per via dei giganteschi anelli di
frammenti di ghiaccio che lo circondano. Questi sono stati un grande mistero perché la
loro presenza sfidava le leggi di gravità. Grazie alle sonde spaziali lanciate ad
esplorarlo, sappiamo che questi anelli sono tenuti in posizione da piccolissime lune
chiamate “satelliti pastore”, ma comunque poco alla volta si vanno rarefacendo.
In totale possiede più di 18 satelliti di cui due visibili anche con piccoli strumenti. Uno dei due è di
particolare interesse. Si tratta di Titano, un satellite grande che orbita a 1.221.860km
in 15 giorni, 22 ore e 41 minuti. Con i suoi 5.150km di diametro ha le dimensioni di un
vero pianeta ed è dotato di una sua atmosfera. Sembra che questa atmosfera sia
chimicamente simile a quella della Terra primordiale e non ci permette la visione della
sua superficie. Il pianeta ed il suo grande satellite sono l’obiettivo di una sonda
spaziale in volo verso di loro.
URANO
Orbita ad una distanza di 2.870.990.000km dal
Sole e percorre la sua orbita in 30.685 giorni (84 anni). Ha un diametro di 51.118km.
Ruota sul suo asse, inclinato di 97,86°, in 17 ore e 12 minuti mentre la sua forza di
gravità è di 7,77 m/s2, con una velocità di fuga di 21,3km/s. Possiede un
nucleo roccioso sottoposto a 6.000.000bar di pressione ed una temperatura di 7.000°C. Al
di sopra vi sono idrogeno, elio e metano a –100°C e 1bar. Il pianeta presenta delle
bande nell’atmosfera simili a quelle degli altri pianeti giganti. Caratteristica
curiosa è l’inclinazione dell’asse polare ed i 15 satelliti che gli orbitano
attorno, in un certo senso, visti da noi, dall’alto verso il basso. Stesso discorso
per il tenue anello che lo circonda. Si suppone che molto tempo addietro il pianeta sia
stato avvicinato da un corpo di massa notevole che gli ha inclinato l’asse. La
visione al telescopio non mostra dettagli o particolari degni di nota.
NETTUNO
Si trova a 4.497.070.000km. Compie
una rivoluzione in 60.190 giorni, ovvero 165 anni. Con un diametro di 49.528km e
l’asse polare inclinato di 29,6°, compie una rotazione in 16,1 ore, mentre la sua
forza di gravità di 11 m/s2 impone una velocità di fuga di 23,3km/s.
Strutturalmente è simile ad Urano, solo che nella sua atmosfera è presente un grande
uragano bianco simile alla Macchi Rossa di Giove. Possiede un anello che lo circonda e
più di 8 satelliti. La sua orbita interseca per ben due volte quella di Plutone, così
capita che a volte sia Nettuno a diventare l’ultimo pianeta del sistema solare.
Nonostante l’intersezione, i due pianeti non si scontreranno mai.
PLUTONE
Il più piccolo ed il più lontano
dei pianeti orbita a 5.913.520.000km dal Sole in 90.800 giorni, ovvero 249 anni. Si
ritiene che il suo diametro sia di soli 2.284km e che ruota sul suo asse, inclinato di 98,3°, in
6 giorni, 9 ore, e 17,6 minuti, di moto retrogrado. La sua forza di gravità di 0,4 m/s2
consente una velocità di fuga di soli 1,1 km/s. Si suppone che abbia un nucleo roccioso
ricoperto da uno spesso mantello di ghiaccio sovrastato da metano ghiacciato. Nessuna
sonda spaziale ha mai visitato questo lontanissimo corpo e le immagini al telescopio hanno
mostrato sulla sua superficie soltanto delle tenui chiazze scure. Al telescopio è però
stato osservato il suo gigantesco satellite: Caronte. Dista solo 19.700km, impiega 6
giorni, 9 ore e 17 minuti per percorrere la sua orbita. Ha un raggio stimato in 600km con
una massa pari ad 1/12 di quella di Plutone ed è stato osservato mentre disperde metano
lungo la sua orbita o lo scambia con il pianeta. Le temperature sui due astri sono
prossime allo zero assoluto (-273°C) e la pressione atmosferica è nulla. Qualcuno
ritiene che Plutone altro non sia che un grosso nucleo cometario, ma le sue dimensioni e
la sua orbita lo escludono.
COMETE
Sono questi alcuni tra gli astri
più affascinanti del sistema solare, specialmente quando si offrono alla vista ad occhio
nudo. Le comete sono grossi blocchi di ghiaccio e polveri che generalmente vagano oltre
l’orbita di Plutone, nella fascia di Kuiper o nella nube di Oort, zone lontanissime
dal Sole, ma ancora ben all’interno di un anno luce. Interazioni tra le loro forze di
gravità, urti o orbite prossime al Sole fanno sì che questi oggetti “cadono”
verso il Sole. Quando ciò accade le comete possono passare in vicinanza del Sole e grazie all’effetto fionda o
gravity assist venire rispedite da dove sono arrivate, ma spesso capita che rimangano
imprigionate nel sistema solare ed allora cominceranno a ruotare con moto spiraliforme
fino a cadere nel Sole stesso o finire contro un pianeta, se nel frattempo non si sono
consumate. Quando le comete passano intorno all’orbita di Giove, il vento solare e la
luce solare le riscaldano. Dalle profondità delle comete arrivano dei getti di gas e
vapori che si disperdono nello spazio formando le code o chiome caratteristiche di questi
astri. In genere le code sono due. Una dovuta ai gas che si disperdono nel vuoto che
spesso è la più vistosa, l’altra è dovuta agli atomi ionizzati che vengono
sospinti dal vento solare in direzione opposta al Sole. Può così accadere che quando una
cometa si allontana dal sole sia visibile una coda vistosa dietro la cometa ed una più
debole davanti, quella di gas ionizzati sospinti in avanti dal vento solare proveniente da
dietro. Le comete sono certamente corpi celesti molto antichi, forse ancora più del
sistema solare e certamente erano molto abbondanti tra i pianeti nei momenti iniziali
della nascita del sistema solare. I corpi più grandi sono ormai spariti tutti, ma ci sono
ancora molti corpi più piccoli che vagano ancora tra i pianeti e che diventano visibili
solo in prossimità del Sole quando emettono una tenue coda prima di cadervi
all’interno. L’analisi spettroscopica della loro luce ha mostrato la forte
presenza di amminoacidi al loro interno. Ciò è l’indice della presenza di molecole
complesse che stano alla base della vita sulla Terra e si va diffondendo l’idea che
nelle comete vi siano dei virus congelati che si sveglierebbero non appena vengono
dispersi nell’atmosfera di un pianeta e si diffondano se questa atmosfera è
ospitale, come quella terrestre. Sebbene una sonda spaziale si sia avvicinata molto al
nucleo di una cometa, la Halley, questi corpi custodiscono ancora molti segreti ed è in
cantiere una sonda che dovrebbe atterrare su una cometa, prelevare campioni della sua
superficie e riportarli sulla Terra.
Questa è stata una breve visita
conoscitiva ai corpi che compongono il sistema solare. Ovviamente la loro esplorazione è
iniziata da pochi decenni e quelli riportati sono i dati fin ora conosciuti. Le future
missioni spaziali automatiche o con uomini a bordo amplieranno ulteriormente il nostro
grado di conoscenze su questi corpi che in un lontano futuro diventeranno molto importanti
anche per la sopravvivenza dell’umanità stessa.
di 1,41 g/cm3, mentre la pressione è di circa 200.000.000.000atm.
Ogni anno il Sole brucia un cento millesimo di miliardesimo della sua massa, tanto che
fino ad oggi ha perso solo un decimillesimo della sua massa. All’interno del Sole,
dopo il nucleo, troviamo una “zona radiativa” che accumula calore, il quale
viene trasferito verso la “zona convettiva”. Da qui calore e radiazioni vengono
dispersi nello spazio dalla fotosfera, che è l’unica parte sempre visibile. Qui
possiamo osservare una serie di fenomeni come le macchie, le facole, i grani ed i
brillamenti. Le macchie solari sono certamente il fenomeno più vistoso. Si presentano
come zone scure che nascono intorno ai 40° di latitudine e lentamente migrano verso i
5°. La temperatura di queste macchie s’aggira sui 4.000°C ed appaiono scure perché
emettono meno luce del normale. A queste macchie sono associati campi magnetici con
energie dell’ordine delle centinaia di Gauss. Le macchie si presentano con un ciclo
di 11,2 anni, noto come ciclo di Wolf. Normalmente il Sole emette luce per una potenza di
3,83 x 1026Watt, ciò significa che ha una Magnitudine Assoluta di +4,83,
mentre noi lo vediamo con una Magnitudine Apparente di –26,74. La luce non è il solo
fenomeno più appariscente del Sole, ma c’è anche il suo campo magnetico. Questo ha
intensità di 1 Gauss e si estende per oltre 100 Unità astronomiche. Le linnee di forza
di questo campo magnetico sono visibili durante le eclissi di Sole, quando diventa
visibile la Corona solare. Questa si trova sopra alla Cromosfera, l’atmosfera del
Sole, ed è composta da atomi ionizzati scaldati fino a 1.000.000°C. Questi atomi si
dispongono lungo le linee di forza rendendole visibili. Oltre ai campi magnetici il Sole
emette un flusso di particelle ionizzanti conosciuto come vento solare, che si muove
normalmente ad una velocità di 200km/s, ma durante i periodi di massima intensità delle
macchie solari si ha una intensa produzione di ioni che vengono scagliati via a 900km/s.
Per concludere il Sole è anche una potente radiotrasmittente che emette ben tre diversi
tipi di “trasmissione”. Le emissioni di Tipo I sono “scoppi” radio
emessi in concomitanza con la presenza di macchie solari; quelli di Tipo II , definiti
scoppi dinamici, in concomitanza con i brillamenti; quelli di Tipo III, simili a quelli di
Tipo II ma con la presenza di elettroni e protoni.
compiere una
rivoluzione. Ha un diametro di 4.878km ed il suo giorno dura 58,65 giorni, 15 ore e 36
minuti primi. Il giorno su Mercurio dura 2/3 del suo anno. La sua forza di gravità è di
3,78 m/s2 e l’asse polare è inclinato di 2°. All’osservazione
telescopica il pianeta non mostra dettagli essendo spesso troppo basso
sull’orizzonte. Le uniche immagini dettagliate sono state raccolte da una sonda
spaziale americana che ha mostrato un pianeta butterato di crateri e quasi privo
d’atmosfera. Recenti analisi effettuate con radar terrestri avrebbero evidenziato la
presenza di ghiaccio in alcuni crateri ai poli, in luoghi dove la luce solare non può
arrivare. Sulla superficie illuminata la temperatura raggiunge i 440°C, mentre nel lato
buio scende a –185°C. Nonostante la sua vicinanza con il Sole, il pianeta dovrebbe
possedere un’atomosfera, ma in realtà possiede una tenuissima atmosfera di sodio,
elio ed ossigeno. Si ritiene che in epoche remote l’atmosfera sia stata spazzata via
dall’urto con un enorme asteroide, cosa non impossibile vista la bassa velocità di
fuga del pianeta, intorno ai 4,3 km/s.
incredibilmente
rovesciato a 177,3°. Visto al telescopio il pianeta non mostra nessun dettaglio
superficiale, a parte le fasi simili a quelle lunari. La superficie è nascosta da uno
spesso strato di nuvole e per osservarla è stato necessario inviare sonde spaziali dotate
di radar. Oggi sappiamo che l’atmosfera di è interamente composta d’anidride
carbonica, con tracce di azoto e anidride solforosa. Fino a 1km dalla superficie la
pressione atmosferica è di 90bar, equivalente a 1km sott’acqua. Questa enorme
pressione impedisce al magma dei vulcani d’eruttare in superficie e li costringe a
scavare lunghissime colate laviche. Il magma poi si raffredda molto lentamente perché
l’effetto serra creato dall’atmosfera impedisce un efficace smaltimento del
calore, che alla superficie raggiunge i 480°C sia di giorno che di notte. Il calore
comunque viene disperso dalle nuvole che corrono dalla zona illuminata a quella buia a
velocità supersoniche. La superficie presenta poi numerosi e vistosi fenomeni geologici,
alcuni tipici solo di Venere, mentre i crateri da impatto con asteroidi o comete sono
limitati a quelli di dimensioni maggiori, perché quelli di diametro inferiore vengono
consumati dalla densa atmosfera prima che arrivino al suolo. Alcuni scienziati hanno
ipotizzato di terraformare (trasformare un pianeta inabitabile in uno simile alla Terra)
il pianeta disperdendo alghe e batteri modificati geneticamente per resistere alle
condizioni climatiche avverse.
tenersi in orbita un grande
satellite: la Luna. La velocità di fuga è di 11,2km/s e l’asse polare risulta
inclinato di 23,45°.L’atmosfera ha una pressione di 1bar, una temperatura media di
20°C ed una composizione chimica dominata dall’azoto e dall’ossigeno. Queste
condizioni permettono all’acqua di presentarsi sotto tutti gli stati: solido, liquido
e gassoso, cosa che ha permesso la nascita e lo sviluppo della vita, una caratteristica
che rende unico il nostro pianeta insieme con la presenza della Luna. Questa dista in
media 384.000km ed impiega 27,32 giorni per orbitare intorno alla Terra. Ha un diametro di
3.480Km ed impiega 27,32 giorni per ruotare su se stessa, quindi mostra sempre lo stesso
lato alla Terra, sebbene vi siano degli sbandamenti, lunazioni, che ci permettono
d’osservare fino al 60% della superficie del satellite. Oggi sappiamo che la Luna si
allontana dalla Terra di 4cm all’anno. Esiste un nesso tra le maree terrestri e la
presenza della Luna. Le maree hanno rallentato la rotazione terrestre e l’energia
persa è stata accumulata dalla Luna che, invece di compiere un orbita spiraliforme verso
la Terra, viaggia in direzione opposta. Sapendo che un tempo la Luna era molto prossima al
nostro pianeta, circa 22.000km, ci si chiede quale sia l’origine della Luna. Sono
state proposte diverse ipotesi: un pezzo di Terra staccatosi quando ancora era
incandescente; è nata insieme alla Terra; un grosso asteroide catturato; un eventuale
passaggio radente di un corpo vagante delle dimensioni di Marte di cui una parte è
rimasta in orbita. Tutte ipotesi a cui solo uno studio sul posto ed in profondità potrà
dare un responso definitivo. 
forza di gravità è di 3,72 m/s2. La sua orbita molto eccentrica
ed il suo piccolo diametro lo fanno un oggetto spesso difficile da osservare al
telescopio. Quando è possibile mostra zone scure alternate a zone rossiccie, mentre i
poli spesso brillano per il ghiaccio. A forti ingrandimenti l’occhio
dell’osservatore viene ingannato e può vedere linee, “canali”,
dall’aspetto artificiale. Informazioni più precise si possono ottenere dalle
numerose sonde spaziali mandate verso il pianeta. Pur essendo grande la metà della Terra,
il pianeta mostra una orografia complessa ed appariscente. Vi si può trovare il vulcano
più alto di tutto il sistema solare, il Monte Olimpo alto 24km, oppure la Valle del
Mariner che si snoda per una lunghezza pari alla larghezza degli Stati Uniti
d’America. Ci sono poi due calotte polari ghiacciate, composte di acqua ed anidride
carbonica. Durante la primavera marziana, l’innalzamento della temperatura provoca
gigantesche tempeste di sabbia che arrivano a ricoprire l’intero pianeta. Sono stati
osservati i letti di antichi fiumi ed i fondali d’altrettanto antichi laghi, mentre
in alcuni punti della Valle del Mariner si è osservata della nebbia. Da questi dati si
pensa che inizialmente le condizioni ambientali del pianeta fossero simili a quelle
terrestri. Il problema è che molto del ferro che doveva migrare in profondità nelle fasi
d’incandescenza era rimasto in superficie. L’acqua ed il vapore si sono
combinati con le rocce ferrose liberando idrogeno, troppo leggero per rimanere sul pianeta
e questo si è tradotto in una diminuzione della pressione atmosferica e del vapore acqueo
atmosferico. Attualmente la pressione è di 0,01bar e la temperatura media di –40°C.
Secondo gli scienziati il pianeta non ha perso tutta l’acqua che lo compone, ma la
conserva sotto forma di permafrost poco sotto la superficie. Ora la domanda è se sul
pianeta, essendoci stata l’acqua, si è sviluppata la vita e se eventualmente
sopravvive ancora in profondità. Per ora risposte sicure ancora non ci sono, ma il
pianeta in questi anni è nel mirino dei grandi enti spaziali che, con l’obiettivo di
farvi sbarcare degli uomini, lo stanno esplorando a fondo come già era accaduto con la
Luna, quindi c’è da aspettarsi anche grandi novità da pianeta rosso. Sebbene abbia
una forza di gravità esigua, è riuscito a catturare due piccoli asteroidi, Phobos e
Deimos, che gli orbitano attorno a quote e direzioni diverse.
modo particolarmente
violento. Difficile dire se il pianeta si sia formato e poi sia stato sgretolato o se è
andato in frantumi quando era ancora incandescente. Di fatto ora la sua orbita è piena
dei suoi frammenti. Per molto tempo si è creduto che questa fascia fosse un vero muro per
qualsiasi veicolo, in realtà la densità è tale che questa fascia non costituisce un
ostacolo per la navigazione spaziale. Ma gli asteroidi che orbitano intorno al Sole non
sono tutti originari di questa fascia. Ve ne sono moltissimi che corrono su orbite diverse
e che sono nati con il sistema solare o che addirittura sono più vecchi. Laddove è
possibile, le sonde spaziali in volo vengono mandate su rotte che le portano a sorvolare
questi corpi, mentre è ormai arrivata a destinazione una sonda che deve mettersi in
orbita attorno ad uno di questi corpi ed analizzarlo. E’ molto importante esplorare
anche questi corpi minori per ottenere dati sulla loro composizione chimica,
l’origine e la densità. Questo perché potrebbero diventare le miniere del futuro e
perché molti di loro hanno un’orbita che li porta ad intersecare quella terrestre,
con gravi conseguenze in caso di collisione. Gli asteroidi sono osservabili anche con
piccoli telescopi e possono essere scoperti anche da astrofili. La visione al telescopio
mostra solo dei piccoli puntini in moto tra le stelle, ma talvolta è possibile vedere
variazioni di luminosità dovute all’orografia o alla brillantezza delle superfici.
ota. Nel nucleo si parte con temperature
intorno ai 20.000°C e pressioni di 45.000.000bar fino ai –100°C ed 1 bar in
atmosfera. Quest’ultima è ben visibile al telescopio ed è caratterizzata da bande
scure e chiare di nuvole in moto parallelo all’equatore. I colori sono dovuti alle
diverse densità e alla diversa composizione chimica. Spettacolare la Grande Macchia
Rossa, un gigantesco ciclone. Una delle caratteristiche del pianeta è di emettere più
energia di quella che riceve dal Sole. Questa energia è emessa particolarmente nelle onde
radio e l’unica spiegazione trovata è la presenza di idrogeno metallico nel nucleo
che “emula” una grande massa metallica. Il pianeta possiede un centesimo della
massa solare e viene spesso definito una stella mancata. Similmente al Sole, attorno al
pianeta orbitano più di 16 satelliti ed un debole anello di minuti frammenti di ghiaccio.
Tra i suo i Satelliti quattro sono facilmente distinguibili al telescopio. Si tratta di
Io, Europa, Ganimede e Callisto. Io è il più vicino. La sua vicinanza provoca dei
volenti fenomeni nelle profondità del piccolo corpo mantenendolo perennemente caldo. Esso
è composto prevalentemente di zolfo e la sua superficie è sconvolta da vulcani e colate
di zolfo liquido, mentre l’orbita è colma di zolfo allo stato gassoso. Gli altri tre
satelliti sono “gocce d’acqua” ghiacciate. Ganimede mostra i segni di un
violento impatto che ha sciolto il ghiaccio superficiale formando delle onde che si sono
ghiacciate subito. Callisto invece è letteralmente andato in frantumi, ma si è
ricompattato subito ed oggi mostra zone scure, la vecchia superficie, e striature chiare,
l’acqua uscita dalle profondità e ghiacciatasi in superficie. Europa invece è
un’immensa superficie ghiacciata che, secondo recenti studi, protegge un oceano
liquido. Ora ci si chiede se l’oceano di Europa possa aver sviluppato elementari
forme di vita.
orbita. Ha un diametro di 120.560km,
l’asse polare inclinato di 0,133°, ruota sul suo asse in sole 10,23 ore ed una forza
di gravità di appena 9,05 m/s2, quindi una velocità di fuga di 35,5km/s,
dovute ad una densità persino inferiore a quella dell’acqua. Strutturalmente e come
composizione è uguale a Giove, diverse invece sono le temperature e le pressioni nel
nucleo, 14.000°C e 10.000.000bar, mentre in superficie non c’è una grande macchia
ma diverse piccole. Il pianeta è molto appariscente per via dei giganteschi anelli di
frammenti di ghiaccio che lo circondano. Questi sono stati un grande mistero perché la
loro presenza sfidava le leggi di gravità. Grazie alle sonde spaziali lanciate ad
esplorarlo, sappiamo che questi anelli sono tenuti in posizione da piccolissime lune
chiamate “satelliti pastore”, ma comunque poco alla volta si vanno rarefacendo.
In totale possiede più di 18 satelliti di cui due visibili an
che con piccoli strumenti. Uno dei due è di
particolare interesse. Si tratta di Titano, un satellite grande che orbita a 1.221.860km
in 15 giorni, 22 ore e 41 minuti. Con i suoi 5.150km di diametro ha le dimensioni di un
vero pianeta ed è dotato di una sua atmosfera. Sembra che questa atmosfera sia
chimicamente simile a quella della Terra primordiale e non ci permette la visione della
sua superficie. Il pianeta ed il suo grande satellite sono l’obiettivo di una sonda
spaziale in volo verso di loro.
ita ad una distanza di 2.870.990.000km dal
Sole e percorre la sua orbita in 30.685 giorni (84 anni). Ha un diametro di 51.118km.
Ruota sul suo asse, inclinato di 97,86°, in 17 ore e 12 minuti mentre la sua forza di
gravità è di 7,77 m/s2, con una velocità di fuga di 21,3km/s. Possiede un
nucleo roccioso sottoposto a 6.000.000bar di pressione ed una temperatura di 7.000°C. Al
di sopra vi sono idrogeno, elio e metano a –100°C e 1bar. Il pianeta presenta delle
bande nell’atmosfera simili a quelle degli altri pianeti giganti. Caratteristica
curiosa è l’inclinazione dell’asse polare ed i 15 satelliti che gli orbitano
attorno, in un certo senso, visti da noi, dall’alto verso il basso. Stesso discorso
per il tenue anello che lo circonda. Si suppone che molto tempo addietro il pianeta sia
stato avvicinato da un corpo di massa notevole che gli ha inclinato l’asse. La
visione al telescopio non mostra dettagli o particolari degni di nota.
se, inclinato di 98,3°, in
6 giorni, 9 ore, e 17,6 minuti, di moto retrogrado. La sua forza di gravità di 0,4 m/s2
consente una velocità di fuga di soli 1,1 km/s. Si suppone che abbia un nucleo roccioso
ricoperto da uno spesso mantello di ghiaccio sovrastato da metano ghiacciato. Nessuna
sonda spaziale ha mai visitato questo lontanissimo corpo e le immagini al telescopio hanno
mostrato sulla sua superficie soltanto delle tenui chiazze scure. Al telescopio è però
stato osservato il suo gigantesco satellite: Caronte. Dista solo 19.700km, impiega 6
giorni, 9 ore e 17 minuti per percorrere la sua orbita. Ha un raggio stimato in 600km con
una massa pari ad 1/12 di quella di Plutone ed è stato osservato mentre disperde metano
lungo la sua orbita o lo scambia con il pianeta. Le temperature sui due astri sono
prossime allo zero assoluto (-273°C) e la pressione atmosferica è nulla. Qualcuno
ritiene che Plutone altro non sia che un grosso nucleo cometario, ma le sue dimensioni e
la sua orbita lo escludono.
vicinanza del Sole e grazie all’effetto fionda o
gravity assist venire rispedite da dove sono arrivate, ma spesso capita che rimangano
imprigionate nel sistema solare ed allora cominceranno a ruotare con moto spiraliforme
fino a cadere nel Sole stesso o finire contro un pianeta, se nel frattempo non si sono
consumate. Quando le comete passano intorno all’orbita di Giove, il vento solare e la
luce solare le riscaldano. Dalle profondità delle comete arrivano dei getti di gas e
vapori che si disperdono nello spazio formando le code o chiome caratteristiche di questi
astri. In genere le code sono due. Una dovuta ai gas che si disperdono nel vuoto che
spesso è la più vistosa, l’altra è dovuta agli atomi ionizzati che vengono
sospinti dal vento solare in direzione opposta al Sole. Può così accadere che quando una
cometa si allontana dal sole sia visibile una coda vistosa dietro la cometa ed una più
debole davanti, quella di gas ionizzati sospinti in avanti dal vento solare proveniente da
dietro. Le comete sono certamente corpi celesti molto antichi, forse ancora più del
sistema solare e certamente erano molto abbondanti tra i pianeti nei momenti iniziali
della nascita del sistema solare. I corpi più grandi sono ormai spariti tutti, ma ci sono
ancora molti corpi più piccoli che vagano ancora tra i pianeti e che diventano visibili
solo in prossimità del Sole quando emettono una tenue coda prima di cadervi
all’interno. L’analisi spettroscopica della loro luce ha mostrato la forte
presenza di amminoacidi al loro interno. Ciò è l’indice della presenza di molecole
complesse che stano alla base della vita sulla Terra e si va diffondendo l’idea che
nelle comete vi siano dei virus congelati che si sveglierebbero non appena vengono
dispersi nell’atmosfera di un pianeta e si diffondano se questa atmosfera è
ospitale, come quella terrestre. Sebbene una sonda spaziale si sia avvicinata molto al
nucleo di una cometa, la Halley, questi corpi custodiscono ancora molti segreti ed è in
cantiere una sonda che dovrebbe atterrare su una cometa, prelevare campioni della sua
superficie e riportarli sulla Terra.
