Scienze per la scuola media/Il sistema solare

Il sistema solare è formato da pianeti, satelliti, asteroidi, comete e meteoriti, cioè da tutti i corpi celesti che ruotano attorno al Sole. L'ipotesi più accreditata riguardo alla sua nascita è quella nebulosa, secondo la quale il sistema solare si sarebbe creato in seguito a una veloce rotazione di una nebulosa che ha formato un disco, dal quale, in seguito a delle reazioni nucleari, si sarebbe formato il Sole. Gli altri corpi del sistema solare si sarebbero formati da appena lo 0,1% della materia rimanente.

Legge di gravitazione universale

Secondo le Leggi di Keplero, i pianeti che girano attorno al Sole seguono orbite chiuse. La stessa cosa vale per la Luna che ruota intorno alla Terra, che ruota a sua volta attorno al Sole. Verso la metà del seicento Newton scoprì che esiste una forza universale tale che tutti i corpi dotati di una massa si attraggono a vicenda. Capì infatti che questa forza, detta gravitazionale, che attrae i corpi sulla Terra verso il suo centro, è la stessa forza che attrae i pianeti tra di loro e anche i pianeti al Sole. Quindi tutti i corpi, siano esse piccole molecole oppure lontani pianeti nell’universo, si attrarranno tra di loro con la forza di gravità. Questa tesi è stata confermata con innumerevoli esperimenti e da molti scienziati. Newton con la legge di Gravitazione Universale affermò:“presi due corpi di massa m1 e m2 che se si trovano a una distanza r, essi si attraggono con una forza gravitazionale direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza”

F = G (m1 * m2) / (r*r)

dove:

• F è l'intensità della forza tra le masse;
• m₁ è la prima massa;
• m₂ è la seconda massa;
• d₂ è la distanza tra i centri delle masse;

Questa formula è completata con una costante G, detta di gravitazione, cioè una quantità sempre uguale per tutti i corpi, qualunque sia la loro massa e il luogo in cui si trovano. Questo vuol dire che la forza di gravitazione è tanto più grande quanto più grandi sono le masse dei corpi e invece diventa sempre più piccola tanto più questi corpi si allontano e quindi aumenta la distanza tra di loro. E’ per questo che sentiamo molto di più la forza gravitazionale della Terra, il nostro pianeta, e molto meno quelle di altri corpi celesti molto più grandi della Terra ma molto più lontani da noi!

Il Sole

Sole

Il sole è la stella del sistema solare, è vitale per la vita terrestre perché emette luce e calore. La sua massa è 323 000 volte più grande di quella della terra. Ruota su se stesso in 25 giorni, e a causa della sua composizione gassosa ruota più lentamente ai poli.

Struttura

Struttura del sole

• Il nucleo è la parte più interna e più densa. A causa delle reazioni nucleari raggiunge anche 20 milioni di gradi.

• Nella zona radiativa l'energia prodotta dal nucleo si propaga per irraggiamento.

• Nella zona convettiva l'energia si propaga per convezione.

• L'atmosfera solare è composta da:
  • Fotosfera è la parte che vediamo noi. Qui ci sono zone più scure, dette macchie solari, che hanno una temperatura inferiore.
  • Cromosfera è una pellicola sottile all'esterno della fotosfera che emette una luce rossastra.
  • Corona solare è visibile durante le eclissi ed è la parte più esterna. Qui si origina il vento solare, particelle di gas rarefatto che si allontanano dal sole;

Vita del Sole

Il Sole è nato dall'unirsi dei gas di una nebulosa. 5 miliardi di anni fa il centro della nebulosa si surriscaldò raggiungendo 10 milioni di gradi e grazie a questo e alle reazioni nucleari la nebulosa diventò luminosa. Intorno al Sole si crearono i pianeti (corpi celesti formati dall'aggregazione di gas e polveri). Il Sole è una stella di medie dimensioni che si pensa vivrà altri 5 miliardi di anni continuando a bruciare idrogeno per trasformarlo in elio, e ad emettere energia che gli permette di splendere. Quando l'idrogeno finirà il Sole userà l'elio come fonte di energia solo che questo periodo molto breve trasformerà il Sole in una Gigante Rossa che ingloberà la terra. ad un certo punto la gigante rossa diventerà una Stella nova perché sarà più luminosa e libererà uno strato di gas nello spazio. La massa rimasta verrà attratta verso il centro formando una stella più piccola e più densa la nana bianca che splenderà di una luce molto chiara. Piano piano quel che resta del Sole non brillerà più e diventerà un corpo nero e quindi il Sole "morirà".

I pianeti del sistema solare

pianeti del sistema solare

I pianeti del Sistema Solare sono divisi in 2 parti:

• Pianeti interni: sono solidi e piccoli
• Pianeti esterni: sono più grandi ma gassosi

I pianeti interni sono i 4 pianeti più vicini al Sole:

• Mercurio
• Venere
• Terra
• Marte

I pianeti esterni sono i 4 pianeti più lontani dal sole:

• Giove
• Saturno
• Urano
• Nettuno

pianeta	distanza dal sole in km	periodo di rotazione	periodo di rivoluzione	satelliti
MERCURIO	58	59 gg	88gg	\
VENERE	108	243 gg	225 gg	\
TERRA	150	24 h	365gg	1
MARTE	228	24h 37min	687gg	2
GIOVE	778	9h 50min	12 anni	63
SATURNO	1428	10h 4min	29 anni 167gg	31
URANO	2870	27h 30min	84 anni 7gg	15
NETTUNO	4496	16h	164 anni 284gg	8

Plutone nel 2006 è stato "declassato". Plutone, infatti, dal 2006 non è più considerato un Pianeta del sistema solare, ma bensì soltanto un "pianeta nano". Questo vuol dire che Plutone non fa più parte dei Pianeti del sistema solare, che (escluso quindi Plutone e ovviamente il Sole) sono 8.

Leggi di Keplero

rappresentazione della 1 e della seconda legge di Keplero

Sono tre leggi che si basano sui movimenti dei pianeti. L'astronomo tedesco le creò studiando le osservazioni di Tycho Brahe. In seguito, Isaac Newton, grazie agli studi di Keplero, trovò una spiegazione ai moti planetari, introducendo una forza, la forza di gravità.

Prima legge (Legge delle orbite ellittiche)

La prima legge afferma che: « L'orbita descritta da un pianeta è un'ellisse, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi. »

F1 e F2 sono i due fuochi chiamati anche perielio e afelio che sono rispettivamente la distanza minima dal Sole e quella massima. La distanza di un pianeta dal Sole non è costante. Il pianeta infatti deve spostarsi ad una velocità minima al perielio e massima all'afelio.

Seconda legge (Legge delle aree)

La seconda legge afferma che: « Il segmento (raggio vettore) che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta descrive aree uguali in tempi uguali.

Il pianeta, quando è nell'afelio, va molto lentamente e percorre quindi un'area minore di quella che può percorrere nel perielio. Questa legge infatti dice che il pianeta deve percorrere aree uguali in tempi uguali in entrambe le distanze dal Sole.

Terza legge (Legge dei periodi)

La terza legge afferma che: « I quadrati dei tempi che i pianeti impiegano a percorrere le loro orbite sono proporzionali al cubo delle loro distanze medie dal sole. »

Questo significa che il quadrato del tempo impiegato a un pianeta per fare un giro completo intorno al Sole è proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole.

Questa formula ci può aiutare a capire meglio la terza legge: T2 = K * R3

• T = tempo che ci mette un pianeta a compiere un'evoluzione completa attorno al Sole
• K = costante uguale per tutti i pianeti del sistema solare
• R = semiasse ottenuto dalla media tra Ra (massima distanza di un pianeta dal Sole) e Rb ( minima distanza di un pianeta dal Sole) R= (Ra+Rb):2

Asteroidi

Gli asteroidi, detti anche pianetini, sono dei piccoli "pianeti" che orbitano intorno al Sole, nella fascia degli asteroidi. Essendo molto piccoli non hanno un atmosfera e bassa forza di gravità.

Comete

Stella cadente

Le comete sono le cosiddette stelle cadenti, orbitano attorno al sole e si vedono raramente per via della forma ellittica della loro orbita che è enorme. Sono visibili grazie al loro nucleo centrale freddo, composto da metalli, gas solidificati e ghiaccio, che riflette la luce solare. Dietro di loro si estende una lunga coda detta chioma, formata dal surriscaldamento di una parte del nucleo che forma una nube di gas.

Satelliti

Un satellite naturale è un corpo celeste che ruota attorno ad un altro corpo diverso da una stella, come un pianeta, un pianeta nano o un asteroide.

Un satellite artificiale è un oggetto che orbita attorno ad un corpo celeste, mandato volutamente nell'orbita di esso.

pianeta	satelliti
MERCURIO
VENERE
TERRA	Luna
MARTE	Fobos e Deimos
GIOVE	(63) Europa, Ganimede, Callisto...
SATURNO	(18) Titano, Encelado, Mimas
URANO	(18) Trinculo, Titania, Miranda...
NETTUNO	(8) Tritone, S\2004 N 1, Laomedea

Stelle

Le stelle sono corpi celesti di diverse dimensioni che brillano di luce propria. La nostra stella, il sole, è visibile di giorno, mentre le altre solo di notte ad eccezione di alcune supernove. Le stelle sono di diverse dimensioni, variano da 0,08 a 150–200 M☉ (masse solari).

Test

Punto aggiunto per ogni risposta corretta:
Punti sottratti per ogni risposta non corretta:
Ignora i coefficienti di domanda:

1 La legge di gravitazione universale governa i movimenti delle stelle

	Vero
	Falso

2

Negli strati del Sole dopo il Nucleo cosa si trova?

3

Prima di diventare un corpo nero il Sole diventerà??

4 Quanti satelliti ha Giove?

	$34$
	$58$
	$63$
	$81$

5 Quanti satelliti ha Mercurio?

	$34$
	$58$
	$0$
	$81$