Le stelle - Scuole Toscane

Le stelle
Una stella e' una sfera di gas incandescente e luminoso, la cui energia viene prodotta da un processo
interno di fusione nucleare . Le stelle sono contenute nelle galassie. Una galassia non contiene solo
stelle, ma anche nubi di gas e polvere. Queste nubi sono dette "nebulose", ed e' all'interno di una
nebulosa che le stelle nascono. Una nebulosa è fatta d’idrogeno, che viene compresso dalla gravità ed
incomincia a ruotare sempre più rapidamente. Le collisioni che avvengono tra gli atomi d’idrogeno
cominciano a riscaldare il gas nella nube. Appena la temperatura raggiunge i 15 milioni di gradi, la
fusione nucleare comincia ad avvenire nel centro della nube. L'enorme calore prodotto nel processo di
fusione nucleare fa sì che il gas brilli, creando una protostella.
Questo è il primo passo dell'evoluzione di una stella. Una volta
raggiunto lo stadio di protostella, la sua massa è fissata e il suo
ciclo vitale è determinato una volta per tutte. La quantità di
materia disponibile nella nebulosa determina quanta massa può
accumularsi nella protostella. La nuova stella continuerà a brillare
per milioni e perfino miliardi d’anni. Mentre essa risplende,
l'idrogeno viene convertito in elio nel nucleo dalla fusione
nucleare. Il nucleo comincia a diventare instabile ed inizia a
contrarsi. Gli strati esterni della stella, che sono ancora composti per lo più da idrogeno, cominciano ad
espandersi. Mentre si espandono, essi si raffreddano e cominciano ad emettere luce rossa. La stella ha
raggiunto così la fase di "gigante rossa". E' rossa perché e' più fredda che nella fase di protostella, ed
e' gigante perché gli strati esterni si sono espansi verso l'esterno. Tutte le stelle si evolvono nello
stesso modo fino alla fase di gigante rossa. La massa della stella determina invece l'evoluzione
successiva che essa attraverserà.
Le stelle medie
Durante la fase di gigante rossa, l'idrogeno continua a bruciare mentre la temperatura del nucleo
continua ad aumentare. A 200 milioni di gradi, gli atomi d’elio si fondono tra loro per formare atomi di
carbonio nel nucleo della stella. L'idrogeno restante negli strati esterni viene spazzato via e forma un
"anello" intorno al nucleo. Questo anello viene chiamato "nebulosa planetaria". Quando gli ultimi atomi
d’elio nel nucleo sono stati fusi in carbonio, la stella di dimensione intermedia comincia a morire. La
gravità fa sì che la materia stellare residua collassi su se stessa e diventi compatta. Questa è la fase di
"nana bianca", nella quale la stella è estremamente densa. Le nane bianche brillano di una luce bianca e
molto calda, ma una volta emessa tutta la loro energia, muoiono.
Le stelle massicce
Una volta raggiunta la fase di gigante rossa, la temperatura al centro delle stelle massicce continua a
crescere, mentre vengono formati atomi di carbonio dalla fusione degli atomi di elio. La gravità
continua a tenere insieme gli atomi di carbonio nel nucleo finché la temperatura non raggiunge i
600 milioni di gradi. A questa temperatura, gli atomi di carbonio formano elementi pesanti come
ossigeno ed azoto. La fusione e la produzione di elementi pesanti continuano finché non comincia a
formarsi il ferro. A questo punto, la fusione cessa e gli atomi di ferro cominciano ad assorbire
energia. Questa energia viene poi rilasciata in una potentissima esplosione, detta "supernova". Una
supernova può illuminare il cielo per settimane. La sua temperatura può raggiungere il miliardo di
gradi. Questa altissima temperatura può portare alla produzione di nuovi elementi, che possono
apparire nella nuova nebulosa. Il nucleo di una stella massiccia grande da 1.5 a 4 volte il nostro Sole
finisce come stella di neutroni dopo l'esplosione della supernova. Le stelle di neutroni ruotano
rapidamente emettendo onde radio. Se le onde radio
sembrano essere emesse in brevi impulsi, queste
stelle di neutroni si dicono "pulsars". Il nucleo di
una stella massiccia grande 10 o più volte il nostro
Sole rimane massiccio anche dopo l'esplosione della
supernova. Non c'è più la fusione nucleare a
sostenere il nucleo, quindi esso viene schiacciato
dalla sua stessa gravità. Esso diventa così un buco
nero, che subito incomincia ad ingoiare tutta la
materia e l'energia che gli capita vicino. Alcuni
buchi neri hanno stelle compagne, il cui gas viene
risucchiato. Esso quindi si riscalda ed emette energia sotto forma di raggi X. I buchi neri vengono
rivelati attraverso i raggi X che vengono emessi dalla materia che vi cade dentro.
I buchi neri
I buchi neri sono corpi celesti estremamente compatti, che in passato sono stati stelle massicce,
collassate sotto l'azione della loro stessa gravità. Di conseguenza, i buchi neri sono molto densi. Se non
fosse per l'effetto che essi provocano sulla materia circostante, non saremmo in grado di rivelarne la
presenza. Un buco nero ha un campo gravitazionale molto intenso, che intrappola qualsiasi cosa gli capiti
vicino. Gli scienziati attualmente ipotizzano che alcune galassie possiedano enormi buchi neri nel loro
centro, i quali rilasciano immense quantità di energia, alimentando fenomeni altamente energetici che
avvengono nell'interno delle galassie stesse. I combustibili per il buco nero, pensano gli scienziati,
possono essere le stelle, il gas e la polvere intrappolati e spinti verso il buco nero. Il gas che viene
attirato nel buco nero, cade spiraleggiando nel buco, quasi come un gorgo. Usando uno spettroscopio, il
Telescopio Spaziale Hubble può misurare la velocità di questo gas mentre spiraleggia attorno al buco
nero. Conoscendo la velocità del gas, si può calcolare la massa del buco nero. I raggi X hanno la capacità
di penetrare attraverso il gas e la polvere molto più della luce visibile. Grazie ai dati che ci hanno
fornito le osservazioni in raggi X e a quelle del Telescopio Spaziale Hubble, gli scienziati sono convinti
ora che la presenza di buchi neri spieghi molti dei fenomeni cosmologici altamente energetici che
avvengono nell'Universo.
Le galassie
Una galassia e' un ammasso di stelle, polvere e gas tenuti
insieme dalla gravità. Le galassie sono sparse in tutto l'Universo
e hanno dimensioni molto diverse tra loro. Una galassia può
essere singola o far parte di un grande gruppo di galassie detto
"super-ammasso". Le galassie vengono classificate dagli
scienziati in base alla loro forma e al loro aspetto. Una galassia
irregolare ha una forma indefinita ed e' ricca di stelle giovani,
gas e polvere. Una galassia spirale ha la forma di un disco. Il
disco assomiglia ad una "ruota", con braccia che formano una
spirale verso l'esterno, mentre il disco ruota. Le galassie spirali
contengono più stelle di età intermedia rispetto alle irregolari,
insieme a nubi di gas e a polvere. L'ultimo tipo di galassia è
quella ellittica. Le galassie ellittiche contengono stelle più vecchie e pochissimo gas e polvere. La
loro forma varia da quasi circolare ad allungata e appiattita.
Studiando spostamento Doppler di diverse galassie, gli scienziati hanno concluso che tutte le
galassie si stanno allontanando l'una dall'altra. Le galassie più lontane dalla Terra sembrano
spostarsi a velocità maggiori (relativamente alla Terra) delle altre galassie.
Una galassia starburst ha un tasso di formazione stellare eccezionalmente alto. L'alta risoluzione del
Telescopio Spaziale Hubble ha permesso agli astronomi di vedere nel nucleo di galassie starburst
densi ammassi di stelle, strisce di polvere con piccole regioni di gas denso e filamenti di gas b
IL SOLE
Il Sole, il corpo centrale del Sistema Solare, e' una sfera di gas
incandescente, per lo piu' idrogeno ed elio, della massa di 2x1033g (2
miliardi di miliardi di miliardi di tonnellate), pari al 99.9 % della massa
totale del Sistema Solare stesso.
Il diametro del Sole e' di ben 1.392.000 Km, 109 volte quello terrestre, e
corrisponde, visto da Terra, ad un diametro angolare di circa 32 minuti
d'arco, quasi pari a quello della Luna: questo da' luogo al fenomeno delle
eclissi; cioè alla sovrapposizione apparente del disco lunare e di quello
solare. La densità media del Sole e' di 1.4.
Il moto del Sole
Il Sole partecipa al moto di rotazione della Galassia, spostandosi, rispetto alle stelle vicine, alla velocità
di 19.7 km/s verso un punto della volta celeste detto apice del moto solare.
Inoltre possiede anch'esso, come i pianeti, un moto di rotazione intorno al proprio asse, inclinato di 7o
15' sul piano dell'eclittica, con velocità angolare variabile secondo la latitudine; infatti, trattandosi di
una sfera di gas, non ruota rigidamente ma presenta una rotazione differenziale, cioè più lenta ai poli e
più veloce all'equatore.
All'equatore, il periodo di rotazione e' di circa 25 giorni.
Emissione d’energia del Sole
Il Sole viene classificato come una stella nana di tipo spettrale G2; la sua temperatura superficiale e'
di circa 5.700 gradi ed esso emette radiazione elettromagnetica prevalentemente nella regione ottica e
nel vicino infrarosso, tra 2.000 Angstrom e 3 micron, con una potenza di 400.000 miliardi di miliardi di
KW (4 1033 erg/sec).
L'origine di quest’emissione, che nel secolo scorso era stata attribuita alla contrazione gravitazionale
del Sole e al conseguente riscaldamento del suo interno, risiede invece nella fusione nucleare che
avviene nel centro: a causa della sua grande massa, le regioni interne del Sole vengono compresse fino a
raggiungere temperature elevatissime (15 milioni di gradi) e ad innescare così la fusione, che richiede
alte pressioni e temperature.
La fusione nucleare consiste nella trasformazione di quattro nuclei d’idrogeno (il costituente principale
del Sole) in un nucleo d’elio; la massa di quest'ultimo è leggermente minore della somma delle masse dei
nuclei di idrogeno; la differenza viene trasformata in energia.
Ogni secondo, 594 milioni di tonnellate d’idrogeno vengono trasformate in 590 milioni di tonnellate di
elio; la differenza, 4 milioni di tonnellate, corrisponde all'energia che il Sole irradia in un secondo, per
la legge E=mc2, dove E e' l'energia prodotta, m la massa trasformata in energia e cioè la velocità della
luce.
La fusione nucleare e' autoregolata in modo tale che l'emissione d’energia sia stabile nel tempo; le
riserve di idrogeno nel nucleo non sono però i illimitate e la durata totale di questo processo e' di circa
10 miliardi di anni.
Poiché l'età' del Sole e' stata stimata 5 miliardi di anni, tra altri 5 miliardi di anni la fusione cesserà ed
esso comincerà a trasformarsi, diventando piu' freddo e meno luminoso, cioè una gigante rossa; i suoi
strati esterni si espanderanno inghiottendo i pianeti piu' vicini, tra cui la Terra, dopodiché finirà la sua
vita come nana bianca, diventerà cioè una stella molto calda e densa ma poco luminosa, e si spegnerà
lentamente.
La struttura del Sole
Le altissime temperature all'interno del Sole fanno si' che il gas sia
quasi completamente ionizzato, cioè che gli elettroni vengano strappati
alle loro orbite e si muovano liberamente nel gas. La temperatura
decresce da 15 milioni di gradi nel centro fino a circa 5.700 gradi alla
superficie. Anche la densità del gas decresce verso l'esterno, da circa
158 g/cm3 al centro fino a 10-7 in superficie; in realtà ' il Sole non
possiede una superficie fisica ben definita: quella che noi possiamo
vedere e' soltanto una superficie detta fotosfera: uno strato di gas
molto sottile (dello spessore di circa 200 Km), che circonda la zona
interna e che emette radiazione nella banda ottica.
L'interno e' composto da un nucleo, nel quale avvengono le reazioni di
fusione, circondato da uno strato di gas detto zona radioattiva, a sua volta circondato da uno strato
detto zona convettiva dello spessore di 150.000 Km.
Nella zona radioattiva, l'energia prodotta dalla fusione nucleare viene trasportata verso l'esterno
tramite fotoni che vengono trasferiti da uno ione all'altro, in un processo molto lento, che richiede
qualche milione di anni; muovendosi verso l'esterno la temperatura del gas diminuisce e gli atomi degli
elementi piu' pesanti cominciano a ricombinarsi con i propri elettroni.
Gli elettroni così ricombinati possono assorbire un fotone e venire strappati nuovamente all'atomo;
questo provoca un rallentamento del cammino della radiazione verso l'esterno.
Si sviluppano così dei moti convettivi nel gas, cioè delle bolle di gas caldo s'innalzano verso la
superficie, dove si raffreddano, facendo da veicolo per l'energia che altrimenti resterebbe
intrappolata all'interno. Questi moti, simili a quelli che si producono in una pentola d'acqua in
ebollizione, fanno affiorare in superficie delle bolle di gas che danno origine alla granulazione della
fotosfera, cioè ad un aspetto irregolare simile ad un insieme di grani di riso molto luminosi e visibili
nella banda ottica dello spettro.
Le altissime temperature all'interno del Sole fanno si' che il gas sia quasi completamente ionizzato,
cioè che gli elettroni vengano strappati alle loro orbite e si muovano liberamente nel gas. La
temperatura decresce da 15 milioni di gradi nel centro fino a circa 5.700 gradi alla superficie. Anche la
densità del gas decresce verso l'esterno, da circa 158 g/cm3 al centro fino a 10-7 in superficie; in realtà
' il Sole non possiede una superficie fisica ben definita: quella che noi possiamo vedere e' soltanto una
superficie detta fotosfera: uno strato di gas molto sottile (dello spessore di circa 200 Km), che
circonda la zona interna e che emette radiazione nella banda ottica.
L'interno e' composto da un nucleo, nel quale avvengono le reazioni di fusione, circondato da uno strato
di gas detto zona radioattiva, a sua volta circondato da uno strato detto zona convettiva dello spessore
di 150.000 Km.
Nella zona radioattiva, l'energia prodotta dalla fusione nucleare viene trasportata verso l'esterno
tramite fotoni che vengono trasferiti da uno ione all'altro, in un processo molto lento, che richiede
qualche milione di anni; muovendosi verso l'esterno la temperatura del gas diminuisce e gli atomi degli
elementi piu' pesanti cominciano a ricombinarsi con i
propri elettroni.
Gli elettroni così ricombinati possono assorbire un
fotone e venire strappati nuovamente all'atomo; questo
provoca un rallentamento del cammino della radiazione
verso l'esterno.
Si sviluppano così dei moti convettivi nel gas, cioè delle
bolle di gas caldo s'innalzano verso la superficie, dove
si raffreddano, facendo da veicolo per l'energia che
altrimenti resterebbe intrappolata all'interno. Questi
moti, simili a quelli che si producono in una pentola
d'acqua in ebollizione, fanno affiorare in superficie
delle bolle di gas che danno origine alla granulazione della fotosfera, cioè ad un aspetto irregolare
simile ad un insieme di grani di riso molto luminosi e visibili nella banda ottica dello spettro.
Le macchie solari
Sulla fotosfera si distinguono anche regioni oscure, di numero, forma e
dimensioni variabili, dette macchie solari.
Queste furono osservate al cannocchiale da Galileo Galilei nel 1610, ma
erano già note nell'antica Cina. Le macchie appaiono spostarsi sulla
superficie del disco solare, come conseguenza del moto di rotazione del
Sole, e le loro proprietà variano secondo cicli di circa 11 anni. Esse hanno
dimensioni comprese tra poche migliaia e piu' di duecentomila Km e sono
circondate da regioni di penombra. Il loro aspetto oscuro e' dovuto al
fatto che sono piu' fredde (hanno temperatura di circa 4.500 K) e quindi meno luminose della
fotosfera. Spesso si riuniscono a gruppi di decine, grandi e piccole. Lo sviluppo di un gruppo di macchie
comincia con l'apparire di più macchie piccole, che poi si espandono aggregandosi tra loro; questo
processo può durare da una settimana a qualche mese. L'origine delle macchie solari sembra dovuta al
campo magnetico solare, come gran parte dell'attività' fotosferica: esse possiedono infatti un intenso
campo magnetico. Inoltre appaiono sede di moti convettivi vorticosi, durante i quali gas proveniente
dall'interno si raffredda arrivando alla superficie.
Anche il ciclo di 11 anni sarebbe spiegabile in termini dell'attività' magnetica solare, in particola re
sarebbe dovuto alla rotazione differenziale del Sole , che deforma le linee del campo magnetico.
Vicino alle macchie solari si distinguono aree brillanti dette facole,
visibili in luce bianca. Esse sono prodotte da gas convogliato dall'interno
lungo le linee del campo magnetico. Infine, nelle vicinanze delle macchie
si notano i flares, o brillamenti, cioè esplosioni di brevissima durata
durante le quali dalla superficie solare vengono emessi getti di gas e
radiazione; la frequenza di questo fenomeno e' legata all'attività'
solare, in particolare a quella magnetica.
L'atmosfera e la cromosfera
Sopra la fotosfera c'è l'atmosfera solare, la cui parte inferiore è detta cromosfera, uno strato di gas
caldo (10-20.000 gradi) dello spessore di 2.000 Km, rivelata attraverso l'emissione di una riga
spettrale dell'idrogeno a 6563 Angstrom, nella zona rossa dello spettro visibile. Se osservata con un
filtro rosso, la cromosfera appare molto irregolare a causa di fenomeni che riguardano il gas degli
strati i piu' esterni. In particolare vi si distinguono le
protuberanze, getti di gas caldo che appaiono come gigantesche
lingue di fuoco emesse dalla superficie e scompaiono dopo pochi
giorni o settimane; e le spicule, piccole lingue di idrogeno larghe
qualche centinaio di chilometri, che si originano nella bassa e
media cromosfera e scompaiono dopo pochi minuti.
Immagine in luce ultravioletta
di un'eruzione solare.
Oltre la cromosfera e' presente una vasta regione di gas ionizzato e
caldissimo ed estremamente rarefatto, detta corona solare; essa ha
una luminosità molto inferiore a quella della fotosfera e pertanto non
e' normalmente visibile, se non durante le eclissi di Sole, che ne
oscurano la parte piu' brillante. La corona solare emette fortemente
nella banda radio; il suo spettro indica la presenza di atomi di calcio
privi di ben 14 elettroni, e di atomi di ferro privi di 13 elettroni:
questo indica una temperatura del gas di oltre un milione di gradi.
Una delle piu' spettacolari
protuberanze solari mai osservate,
delle dimensioni di 588.000 Km.
L'origine di questa altissima temperatura non e' ancora ben nota.
L'estensione della corona e' difficile da determinare, perché la sua
luminosità decresce gradualmente fino a molti milioni di chilometri dal
Sole. Il Sole, inoltre, emette continuamente un getto di gas ionizzato,
detto vento solare, ad una velocità variabile tra 250 e 850 Km/s.
Il gas coronale alla temperatura di
un milione e mezzo di gradi.
Si possono notare le strutture
del campo magnetico solare.
Questo flusso di ioni, che si può considerare un po' come il
prolungamento della corona, viene spinto fino a grandi distanze
dal Sole e interagisce con la magnetosfera e la ionosfera dei
pianeti, perturbandola e producendo fenomeni come le aurore
polari.
I pianeti
La Terra: Il pianeta di acque
La sorprendente atmosfera terrestre rende possibile la vita su
questo pianeta, il terzo del Sistema Solare. La nostra atmosfera
contiene vapore d'acqua, che contribuisce a regolare la
temperatura terrestre. La nostra atmosfera contiene il 21 % di
ossigeno, che e' necessario alla nostra respirazione, il 78 % di
azoto e il 9 % di argon. Il restante 0.1 % e' composto di vapore
acqueo, anidride carbonica, neon, metano, kripton, elio, xeno,
idrogeno, ossido di azoto, monossido di carbonio, biossido di azoto,
biossido di zolfo e ozono. Questi ultimi elementi sono importanti
perché aiutano ad assorbire la radiazione solare dannosa prima che
essa raggiunga la superficie terrestre. Se presenti in grandi quantità, molti di questi elementi sono
però velenosi per gli esseri umani. L'atmosfera ci protegge anche dalle meteore. A causa dell'attrito
generato tra una meteora e i gas atmosferici, molte meteore bruciano prima di colpire la superficie
della Terra come meteoriti. La Terra ruota attorno ad un asse immaginario, che e' inclinato di un angolo
di 23.5 gradi. La rotazione e' quello che causa l'alternarsi del giorno e della notte. L'inclinazione e'
quella che determina l'alternarsi delle stagioni. Se la Terra non fosse inclinata, avremmo la stessa
stagione durante tutto l'anno. La Terra ha un nucleo di ferro e nichel fusi. La rapida rotazione della
Terra attorno al nucleo caldo di metallo liquido, produce un campo magnetico che circonda la Terra.
Questo campo magnetico intrappola le particelle cariche che vengono lanciate verso la Terra dal Sole,
durante l'attività' del vento solare. Quando queste particelle reagiscono col gas della nostra
atmosfera, il gas comincia a risplendere. Queste aurore si vedono nel Circolo Polare Artico e nel Circolo
Polare Antartico. Come quella di tutti i pianeti interni, la superficie della Terra e' interessata da
fenomeni vulcanici, attività tettoniche e, in misura minore, da impatti meteoritici. La Terra ha un
satellite naturale, la Luna.
Marte: Il pianeta rosso
L'orbita di Marte attorno al Sole è estremamente ellittica. Poiché la
distanza tra Marte e il Sole cambia, la temperatura varia tra -125 gradi
durante l'inverno marziano, e 22 gradi durante l'estate marziana.
L'atmosfera di Marte è composta perlopiù del 95 % di anidride
carbonica. Il vento solare porta via la tenue atmosfera di Marte, perché
il pianeta ha un campo gravitazionale e un campo magnetico deboli. Sui
poli di Marte ci sono calotte polari ghiacciate, che diminuiscono in
dimensione durante la primavera e l'estate marziane. Dai dati raccolti
dalle sonde Viking 1 e 2, sappiamo che la superficie di Marte e' ricoperta
da varie rocce e da un terreno ricco di argilla ferrosa. La presenza di
ferro spiega il colore rosso-arancio del pianeta. L'emisfero sud di Marte possiede altipiani composti del
materiale più vecchio e più caratterizzato della sua crosta. L'emisfero nord possiede delle depressioni.
Il campo magnetico estremamente debole di Marte suggerisce che il suo nucleo metallico non si trovi
allo stato fluido e non sia in rotazione. La superficie di Marte non e' stata interessata solo da impatti
meteoritici, ma anche da attività vulcanica e tettonica. Marte possiede infatti alcuni dei più grandi
vulcani del Sistema Solare; il Monte Olimpo e' largo più di 600 Chilometri e alto più di 26 chilometri !
L'attività' tettonica e' evidente nel tremendo sistema di canyons della Valles Marineris, che e'
profonda più di 8 chilometri e lunga 4500 chilometri. Marte ha due piccoli satelliti naturali, Phobos e
Deimos. Essi hanno una forma molto irregolare e si crede che siano asteroidi catturati dal debole campo
gravitazionale di Marte.
Saturno: Il pianeta con gli anelli
Saturno è un grande pianeta gassoso,
con un'atmosfera
composta di idrogeno ed elio. La sua rapida rotazione tende ad
appiattirlo ai poli e a creare un rigonfiamento all'equatore. I venti
nell'atmosfera di Saturno raggiungono velocità di 1800 chilometri
l’ora! Gli astronomi osservano grandi macchie chiare (o nubi) su
Saturno, che si crede siano tempeste. Come Giove, anche Saturno
emette due volte più calore di quello che assorbe dal Sole,
indicando che possiede anche una sorgente interna d’energia.
Saturno possiede un vasto sistema d’anelli. Essi sembrano
contenere acqua ghiacciata e polvere. Il loro spessore varia da 10 a 100 metri, ed essi hanno luminosità
variabile. Ci sono delle separazioni tra alcuni anelli , mentre altri anelli sembrano intrecciati insieme. Gli
astronomi credono che si siano formati con particelle risultanti dalla frammentazione di satelliti del
pianeta. Le particelle degli anelli più vicini al pianeta orbitano attorno ad esso ad una velocità maggiore
rispetto a quelle degli anelli più lontani. Ci sono dei satelliti tra gli anelli, che danno luogo alle
separazioni tra gli anelli stessi. Come nel caso di Giove, anche su Saturno il mantello d’idrogeno ad alte
pressioni produce correnti elettriche, che creano un forte campo magnetico attorno al pianeta. Saturno
possiede almeno 18 satelliti naturali .
Giove: il pianeta più grande
Giove e' un grande pianeta gassoso, la cui rapida rotazione lo
rende schiacciato ai poli e prominente all'equatore. Giove emette
due volte più calore di quello che riceve dal Sole, il che indica che
possiede una propria sorgente interna di energia. Gli Astronomi
stimano che la sua temperatura centrale sia di 20,000 gradi,
all'incirca 3 volte maggiore della temperatura del nucleo terrestre.
L'intenso campo magnetico del pianeta si pensa sia generato
dall'idrogeno compresso presente nel suo mantello. Si pensa che
l'atmosfera di Giove sia composta di idrogeno, elio, zolfo ed azoto.
Le nubi nell'atmosfera si muovono in bande alternate, da est verso
ovest e da ovest verso est. Nell'atmosfera gioviana sono stati rivelati dei fulmini, molto più intensi di
quelli terrestri. Anche nell'atmosfera di Giove sono presenti strutture ovali, che si pensa siano cicloni.
La più notevole di queste strutture e' la Grande Macchia Rossa, una tempesta simile ad un uragano che
e' visibile nell'emisfero sud del pianeta da quando questo e' stato osservato. Giove possiede almeno 16
satelliti naturali. Uno di questi satelliti, Io, è vulcanicamente attivo. Il Voyager 2, una sonda spaziale, ha
confermato che Giove e' circondato da un sistema di anelli. La maggior parte di essi e' composta di
particelle molto piccole, che si pensa siano i resti di collisioni meteoritiche.
Plutone: il pianeta ghiacciato
Plutone e' inclinato di 122.5 gradi sul suo asse. Esso possiede un'orbita
estremamente ellittica. A causa della forma dell'orbita di Plutone, il
pianeta penetra entro l'orbita di Nettuno ogni 248 anni, per un periodo di
vent'anni. Plutone ha un satellite, Caronte, che e' grande la metà di
Plutone. Poiché Plutone e Caronte hanno dimensioni confrontabili, molti
scienziati li considerano un sistema doppio di pianeti (ma molti scienziati
non considerano nemmeno Plutone un pianeta !) Gli studi condotti usando
uno spettroscopio hanno rivelato del metano ghiacciato su Plutone
dell'acqua ghiacciata su Caronte. Come Tritone, il satellite di Nettuno,
Plutone ha un'atmosfera di metano ed azoto. L'atmosfera di Plutone
sembra estendersi e ad includere Caronte, il che suggerisce che essi condividano un'atmosfera.
Osservato dal Telescopio Spaziale Hubble, Caronte sembra molto più blu di Plutone. Durante il periodo
della sua orbita nel quale si trova più lontano dal Sole, la sua atmosfera si condensa e cade al suolo
come brina.
Mercurio: il pianeta più vicino al Sole
Mercurio e' grande solo circa un terzo della Terra. E' più piccolo
di tutti gli altri pianeti, tranne Plutone. Mercurio e' molto vicino al
Sole e non ha un'atmosfera significativa. Questi fattori
contribuiscono al fatto che la superficie di Mercurio ha i più
grandi sbalzi di temperatura di tutti i pianeti e i satelliti naturali
del nostro Sistema Solare. La temperatura alla superficie sulla
faccia di Mercurio più vicina al Sole raggiunge i 427 gradi, una
temperatura abbastanza alta da fondere lo stagno. Sulla faccia
opposta, quella notturna, la temperatura scende a -183 gradi. Gli
scienziati hanno rivelato un campo magnetico attorno a Mercurio, anche se esso non è così intenso come
quello che circonda la Terra. Gli scienziati pensano che il campo magnetico di Mercurio sia dovuto ad un
nucleo di tipo ferroso o forse al vento solare. L'atmosfera di Mercurio è molto rarefatta ed è
composta d’elio e sodio. La superficie di Mercurio è stata modellata da tre tipi di processi: la
caratterizzazione da impatto, quando grossi oggetti colpirono la superficie dando luogo alla formazione
di crateri, il vulcanismo a causa del quale la lava inondò la superficie, e l'attività tettonica per la quale
la crosta del pianeta si spostò in reazione al raffreddamento e alla contrazione del pianeta. Mercurio
non ha nessun satellite naturale.
Nettuno: il pianeta blu
Il Voyager 2, una sonda spaziale, nel 1989 passò ad una distanza di
4900 chilometri da Nettuno. Dai dati raccolti, sappiamo che Urano e
Nettuno hanno una composizione molto simile. Nettuno possiede un
mantello d’idrogeno liquido, mentre la sua atmosfera e' una miscela di
ammoniaca, elio e metano. Nell'alta atmosfera, il metano si congela e
forma delle nubi ghiacciate, che gettano un'ombra sulle nubi
sottostanti. Nettuno possiede delle bande nella sua atmosfera, dove i
venti possono raggiungere la velocità di 2000 chilometri l’ora.
Nettuno possiede delle grandi macchie scure ovali sulla sua superficie
che gli astronomi credono delle tempeste. Nettuno produce più calore
di quello che riceve dal Sole, il che indica che possiede una propria
sorgente interna d’energia. Nettuno possiede un campo magnetico molto intenso. Il pianeta possiede
anche un sistema d’anelli, composto da quattro anelli: due sottili e due spessi. Gli anelli sono composti di
particelle scure di dimensioni variabili. Nettuno possiede otto satelliti naturali, quattro dei quali
orbitano entro il sistema d’anelli. Il satellite più grande è Tritone. A causa dell'orbita retrograda di
Tritone, della sua densità e della sua composizione, gli astronomi ipotizzano che Tritone non fosse
originariamente un satellite di Nettuno. Essi teorizzano che Tritone sia stato catturato dall'attrazione
gravitazionale di Nettuno, che lo avrebbe costretto ad orbitare attorno al pianeta. Si pensa che
Tritone sia composto di una combinazione di roccia e di ghiaccio. La sua temperatura superficiale e' di
-245 gradi, ed esso possiede una tenue atmosfera d’azoto e metano.
Urano: il gemello di Nettuno
Urano è unico nel nostro Sistema Solare, perché è inclinato di 98
gradi. Quando viene osservato dalla Terra, sembra che ruoti su un
fianco ! Nelle diverse fasi della sua orbita, possiamo vedere in
realtà uno dei poli del pianeta di fronte . L'atmosfera e' composta
di idrogeno, elio e metano. La temperatura nell'alta atmosfera è
così fredda che il metano si condensa e forma un sottile strato di
nubi, che dà al pianeta il suo aspetto blu-verde. I venti su Urano
soffiano per lo più verso est e possono raggiungere velocità di 600
chilometri l’ora. La rapida rotazione di Urano influenza i venti
nell'atmosfera. Urano possiede un campo magnetico molto intenso.
Questo pianeta ha un sistema d’anelli che non venne scoperto fino al 1977. Il sistema d’anelli contiene
undici anelli scuri, composti di particelle di diverse dimensioni. Alcuni satelliti, racchiusi tra gli anelli,
creano tra questi ultimi delle separazioni. Urano possiede almeno 15 satelliti naturali, sia all'interno che
all'esterno degli anelli.
Venere: il gemello della Terra
Venere e la Terra sono simili per dimensioni, massa e
composizione. Essi differiscono per il fatto che Venere non
possiede oceani né la vita umana, e la sua temperatura durante il
giorno può raggiungere i 484 gradi Celsius. La temperatura diurna
è così alta che potrebbe fondere il piombo. La densa atmosfera è
composta d’anidride carbonica e acido solforico, che agiscono
come una serra intrappolando il calore. Venere compone attorno al
Sole in un'orbita circolare in 225 giorni terrestri. Venere ruota
lentamente sul suo asse in senso orario, che viene detta "rotazione
retrograda", perché è opposta a quella degli altri otto pianeti. Una
rotazione richiede 243 giorni terrestri, quindi un giorno venusiano
e' piu' lungo di un anno venusiano. Come quella degli altri pianeti interni, anche la superficie di
Venere è stata modellata dai crateri d'impatto, dall'attività tettonica e da quella vulcanica, che gli
scienziati ritengono ancora in atto. Si pensa che l'attività vulcanica sia la sorgente dello zolfo
trovato nell'atmosfera. Venere non possiede satelliti naturali.