Il sistema solare

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Categoria:Astronomia

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Sistema solare Sistema di corpi celesti di cui fanno parte il Sole, i nove pianeti con i loro satelliti, le comete, migliaia di asteroidi (pianetini) e i meteoriti; lo spazio in cui orbitano questi corpi ha forma simile a quella di una sfera, con un diametro di circa 20.000 miliardi di chilometri, ed è riempito dalla cosiddetta materia interplanetaria, composta prevalentemente da polveri finissime e gas. Il sistema solare è l'unico sistema planetario di cui sia stata accertata e ampiamente documentata l'esistenza. Nel corso degli anni Ottanta è stato rilevato che attorno ad alcune stelle, come Vega, orbitano corpi composti da materia fredda; l'ipotesi più accreditata sostiene che non si tratti di pianeti quanto piuttosto di nane brune. Molti astronomi ritengono tuttavia che i sistemi planetari siano molto comuni nell'universo: in base a recenti studi sembra che attorno alle stelle 51 Pegasi, 70 Virginis, 47 Ursae Majoris, ruotino uno o più pianeti. Vedi Astronomia.
Il Sole e il vento solare
Il Sole è una stella tipica, di dimensioni e luminosità medie. L'energia che irraggia ha origine in un nucleo centrale dove si verificano condizioni di temperatura e pressione tali da innescare violente reazioni di fusione nucleare dell'idrogeno in elio (vedi Energia nucleare). Nonostante questo processo porti a convertire e bruciare 600 milioni di tonnellate di idrogeno ogni secondo, la massa del Sole (2×1027 tonnellate) è tale da consentirgli di continuare a brillare per altri cinque miliardi di anni.
Il Sole è una stella molto attiva. Sulla sua superficie si formano, secondo cicli di 11 anni, delle regioni scure che prendono il nome di macchie solari, alle quali sono associati intensi campi magnetici. Queste strutture non interessano tutta la superficie solare, ma compaiono solo a latitudini comprese tra i tra 40° N e i 40° S. Connesse al fenomeno delle macchie solari sono improvvise emissioni di energia e di particelle cariche (brillamenti), che possono causare disturbi ai segnali radio sulla Terra e aurore boreali. Il Sole emette inoltre un continuo flusso di particelle cariche che si propaga a spirale, in virtù della rotazione della stella, in tutto il sistema. Tale fenomeno, definito vento solare, è molto violento e può arrivare a modellare le code ionizzate delle comete. Tracce dei suoi effetti sono state rinvenute sul suolo lunare dagli astronauti che parteciparono alle missioni Apollo, nel corso delle prime esplorazioni dello spazio.
I pianeti maggiori

I nove pianeti del sistema solare vengono comunemente divisi in due gruppi: pianeti interni (Mercurio, Venere, Terra e Marte) ed esterni (Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone). I pianeti interni sono piccoli e composti essenzialmente di rocce e ferro, mentre quelli esterni, con l'eccezione di Plutone, hanno dimensioni maggiori e sono composti principalmente di idrogeno, elio e ghiaccio.
La superficie di Mercurio presenta numerosi crateri dovuti all'impatto di meteoriti. Il pianeta, circondato da un'atmosfera molto sottile, ha un'alta densità dovuta probabilmente alla grande massa di ferro che ne costituisce il nucleo. Venere è avvolto da un'atmosfera di anidride carbonica 90 volte più densa di quella terrestre; ciò provoca un intenso effetto serra e un conseguente riscaldamento della superficie, dove la temperatura supera i 450 °C. La Terra è l'unico pianeta su cui vi siano acqua allo stato liquido e forme di vita. Esistono prove di una passata presenza di acqua anche su Marte; tuttavia oggi questo pianeta è circondato da un'atmosfera molto sottile, che rende la superficie arida e fredda, con grandi calotte polari di anidride carbonica (CO2) allo stato solido. Giove è il pianeta più grande del sistema solare; è avvolto da caratteristiche nubi dai colori pastello e da un'atmosfera composta di idrogeno ed elio; l'immensa magnetosfera, gli anelli e i satelliti ne fanno un vero e proprio sistema planetario. L'altro grande pianeta del sistema, Saturno, è circondato, come Giove, da un sistema di anelli e satelliti. Urano e Nettuno contengono minori quantità di idrogeno rispetto ai due pianeti giganti; Urano, in particolare, ruota intorno a un asse che giace quasi sul piano dell'orbita. Plutone è l'ultimo tra i pianeti scoperti sino a oggi; ha un diametro molto piccolo, un'orbita ellittica molto eccentrica, e la sua distanza dal Sole è tale (circa 6 miliardi di km) da farne il pianeta più freddo del sistema solare.
Altri corpi del sistema solare

Oltre ai pianeti, fanno parte del sistema solare anche gli asteroidi (o pianetini), i meteoriti e le comete. Gli asteroidi sono corpi rocciosi che si trovano per la maggior parte in un'ampia fascia tra le orbite di Marte e Giove. Sono migliaia e le loro dimensioni variano dai 1000 km del diametro di Cerere, a quelle di microscopici grani di polvere. I meteoriti sono frammenti rocciosi che si staccano dagli asteroidi e cadono su corpi più grandi quali pianeti, satelliti e stelle. Alcuni di essi con l'ingresso nell'atmosfera si consumano per effetto dell'attrito, lasciando una scia luminosa e dando origine al fenomeno delle meteore. Studi di laboratorio sui meteoriti hanno permesso di ricavare molte informazioni sullo stato primordiale del sistema solare. Le superfici di Mercurio, di Marte e di molti satelliti (tra cui la Luna) mostrano gli effetti di un intenso bombardamento di meteoriti avvenuto agli inizi dell'evoluzione del sistema solare. Sulla Terra i segni dell'impatto di meteoriti sono stati in gran parte cancellati dall'erosione.
Le comete sono aggregati di polveri rocciose, ammoniaca, ossido di carbonio e anidride carbonica, del diametro compreso tra i 5 e 10 km. Descrivono orbite ellittiche molto eccentriche e ruotano attorno al Sole a distanze enormi. Quando si avvicinano al Sole, per effetto della radiazione emessa dalla stella, i gas evaporano e intorno al nucleo centrale si formano le spettacolari chiome e code. La cometa più famosa è quella di Halley, che ritorna nel sistema solare interno ogni 76 anni circa; il suo passaggio più recente, nel 1986, non è stato tuttavia particolarmente appariscente. Nel luglio del 1994 frammenti della cometa Shoemaker-Levy 9 caddero nell'atmosfera di Giove a una velocità di circa 210.000 km/h. Nell'impatto, l'enorme energia cinetica dei frammenti si convertì in calore, lasciando segni visibili nelle nubi del pianeta. Anche le superfici dei satelliti ghiacciati dei pianeti esterni sono segnate dall'impatto con nuclei di comete. Chirone, un oggetto che orbita tra Saturno e Urano e che si riteneva fosse un asteroide, sembra in realtà essere un grande nucleo cometario non più attivo. Parimenti, alcuni asteroidi che attraversano l'orbita della Terra sembrano essere il resto roccioso di comete estinte.
Movimento dei pianeti e dei satelliti

Tranne Venere e Urano, che ruotano in senso orario, tutti i pianeti ruotano intorno al proprio asse e orbitano attorno al Sole in senso antiorario. L'intero sistema è situato approssimativamente su un piano; solo Mercurio e, soprattutto, Plutone hanno orbite inclinate.
I sistemi di satelliti hanno un comportamento che rispecchia quello dei pianeti cui appartengono. Alcuni satelliti di Giove, Saturno e Nettuno descrivono orbite retrograde; altri satelliti hanno orbite fortemente ellittiche. Nell'orbita di Giove, inoltre, due gruppi di asteroidi, detti Troiani, precedono e seguono il pianeta di circa 60°; lo stesso fenomeno si verifica per alcuni piccoli corpi in orbita attorno a Saturno.
Origine del sistema solare
Sono sempre esistite cosmologie e teorie sull'origine del sistema solare. In epoca moderna, il filosofo Immanuel Kant (Storia universale della natura e teoria del cielo, 1755) e il fisico e matematico francese Pierre-Simon de Laplace (Esposizione del sistema del mondo, 1796), formularono un'ipotesi secondo la quale il sistema solare si sarebbe formato da una nube di gas, dalla quale si sarebbero originati una serie di anelli e, in seguito, i pianeti. Dubbi circa la stabilità degli anelli condussero gli scienziati a considerare altre ipotesi come l'impatto del Sole con un'altra stella. Ma anche quest'idea fu abbandonata quando si provò che tali incontri sono estremamente rari e, soprattutto, che i gas caldi tendono a dissiparsi, piuttosto che a condensare, rendendo impossibile la formazione dei pianeti.
Le teorie correnti fanno risalire la formazione del sistema solare a quella del Sole, avvenuta circa 4,7 miliardi di anni fa. La frammentazione e il collasso gravitazionale di una nube di gas e polveri, innescati forse dall'esplosione di una supernova vicina, potrebbero aver portato alla formazione di una nebulosa solare primordiale (tracce di isotopi anomali, che rivelerebbero l'esplosione di una supernova prima della formazione del Sole, sono state rinvenute in alcuni meteoriti). Il Sole si sarebbe poi formato nella regione centrale, più densa, della nube. Quindi sarebbero venuti i pianeti e, successivamente, a maggiori distanze dal centro della nebulosa, i gas, condensando, avrebbero raggiunto lo stato nel quale oggi si trovano su Giove e nel sistema solare esterno. L'ipotesi che vede la contemporanea formazione di stelle e pianeti, già molto affascinante in sé, confermerebbe inoltre l'esistenza di sistemi di corpi celesti analoghi al nostro sistema solare. Vedi anche Esobiologia.

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