Sistema solare

Il sistema solare è costituito dal sole ; gli otto pianeti ufficiali, almeno tre “pianeti nani”, oltre 130 satelliti dei pianeti, un gran numero di piccoli corpi (le comete e gli asteroidi) e il mezzo interplanetario.

(Probabilmente ci sono anche molti altri satelliti planetari che non sono stati ancora scoperti.)

Orbite del sistema solare

Ricorda che il percorso di un oggetto sotto l’influenza della gravità attraverso lo spazio è chiamato la sua orbita, indipendentemente dal fatto che quell’oggetto sia un veicolo spaziale, un pianeta, una stella o una galassia. Un’orbita, una volta determinata, consente di calcolare le posizioni future dell’oggetto.

 

A due punti in qualsiasi orbita del nostro sistema solare sono stati assegnati nomi speciali. Il luogo in cui il pianeta è il più vicino al Sole ( helios in greco) e si muove più velocemente è chiamato il perielio della sua orbita, e il luogo in cui è più lontano e si muove più lentamente è l’ afelio . Per la Luna o un satellite in orbita attorno alla Terra ( gee in greco), i termini corrispondenti sono perigeo e apogeo . (In questo libro, usiamo la parola luna per un oggetto naturale che gira intorno a un pianeta e la parola satellite per indicare un oggetto fatto dall’uomo che ruota attorno a un pianeta.)

Orbite dei pianeti
Oggi, il lavoro di Newton ci consente di calcolare e prevedere le orbite dei pianeti con una precisione meravigliosa. Conosciamo otto pianeti, a cominciare da Mercurio più vicino al Sole e che si estende verso Nettuno. I dati orbitali medi per i pianeti sono riassunti nella Tabella 1. (Cerere è il più grande degli asteroidi, ora considerato un pianeta nano).

Secondo le leggi di Keplero, Mercurio deve avere il periodo orbitale più breve (88 giorni terrestri); quindi, ha la massima velocità orbitale, in media 48 chilometri al secondo. All’estremo opposto, Nettuno ha un periodo di 165 anni e una velocità orbitale media di soli 5 chilometri al secondo.

Tutti i pianeti hanno orbite di eccentricità piuttosto bassa. L’orbita più eccentrica è quella di Mercurio (0,21); il resto ha eccentricità inferiore a 0,1. È una fortuna che tra gli altri, Marte abbia un’eccentricità maggiore di quella di molti altri pianeti. Altrimenti le osservazioni pre-telescopiche di Brahe non sarebbero state sufficienti per Keplero da dedurre che la sua orbita avesse la forma di un’ellisse anziché di un cerchio.

Le orbite planetarie sono anche confinate vicino a un piano comune, che è vicino al piano dell’orbita terrestre (chiamato eclittica). La strana orbita del pianeta nano Plutone è inclinata di circa 17 ° rispetto all’eclittica, e quella del pianeta nano Eris (in orbita ancora più lontana dal Sole di Plutone) di 44 °, ma tutti i pianeti principali si trovano entro 10 ° dalla piano comune del sistema solare.

È possibile utilizzare un simulatore orbitale per progettare il proprio mini sistema solare con un massimo di quattro corpi. Regola le masse, le velocità e le posizioni dei pianeti e, di conseguenza, vedi cosa succede alle loro orbite.
Orbite di asteroidi e comete
Oltre agli otto pianeti, ci sono molti oggetti più piccoli nel sistema solare. Alcuni di questi sono lune (satelliti naturali) che orbitano attorno a tutti i pianeti tranne Mercurio e Venere. Inoltre, ci sono due classi di oggetti più piccoli nelle orbite eliocentriche: asteroidi e comete . Si ritiene che sia gli asteroidi che le comete siano piccoli pezzi di materiale rimasti dal processo di formazione del sistema solare.

In generale, gli asteroidi hanno orbite con assi semimi maggiori più piccoli rispetto alle comete (Figura 1). La maggior parte di essi si trova tra 2,2 e 3,3 UA, nella regione nota come cintura di asteroidi (vedi Comete e asteroidi: detriti del sistema solare ). Come puoi vedere nella Tabella 1, la cintura di asteroidi (rappresentata dal suo membro più grande, Cerere) è nel mezzo di un divario tra le orbite di Marte e Giove. È perché questi due pianeti sono così distanti che nella regione tra loro possono esistere orbite stabili di piccoli corpi.

Sistema solare interno

La principale fascia di asteroidi (non mostrata) si trova tra le orbite di Marte e Giove.

I pianeti del sistema solare esterno sono Giove , Saturno , Urano e Nettuno ( Plutone è ora classificato come un pianeta nano):

Sistema solare esterno

La prima cosa da notare è che il sistema solare è per lo più spazio vuoto.

I pianeti sono molto piccoli rispetto allo spazio tra loro.

Anche i punti sui diagrammi sopra sono troppo grandi per essere nella scala corretta rispetto alle dimensioni delle orbite.

Le orbite dei pianeti sono ellissi con il Sole a un fuoco, sebbene tutte tranne Mercurio siano quasi circolari.

Le orbite dei pianeti sono tutte più o meno sullo stesso piano (chiamato l’eclittica e definito dal piano dell’orbita terrestre) .

L’eclittica è inclinata di soli 7 gradi dal piano dell’equatore del Sole.

I diagrammi sopra mostrano le dimensioni relative delle orbite degli otto pianeti (più Plutone) da una prospettiva leggermente al di sopra dell’eclittica

(da cui il loro aspetto non circolare). Orbitano tutti nella stessa direzione (guardando in senso antiorario da sopra il polo nord del Sole);

tutti tranne Venere, Urano e Plutone ruotano nello stesso senso.

(I diagrammi sopra mostrano le posizioni corrette per ottobre 1996 come generato dall’eccellente programma planetario Starry Night ;

ci sono anche molti altri programmi simili disponibili, alcuni gratuiti. Puoi anche usare Emerald Chronometer sul tuo iPhone o

Emerald Observatory sul tuo iPad per trovare il posizioni attuali. Queste informazioni sono utili anche per la progettazione di un sistema di pannelli solari .)

Grandezza dei pianeti

Il composito sopra mostra gli otto pianeti e Plutone con dimensioni relative approssimativamente corrette

Un modo per aiutare a visualizzare le dimensioni relative nel sistema solare è quello di immaginare un modello in cui tutto è ridotto di un fattore di un miliardo.

Quindi il modello Terra avrebbe un diametro di circa 1,3 cm (la dimensione di un’uva).

La Luna sarebbe a circa 30 cm (circa un piede) dalla Terra.

Il Sole avrebbe 1,5 metri di diametro (circa l’altezza di un uomo) e 150 metri (circa un isolato) dalla Terra.

Giove avrebbe un diametro di 15 cm (le dimensioni di un grosso pompelmo) e 5 isolati di distanza dal Sole.

Saturno (la dimensione di un’arancia) sarebbe a 10 isolati di distanza;

Urano e Nettuno (limoni) a 20 e 30 isolati di distanza.

Un essere umano su questa scala avrebbe le dimensioni di un atomo ma la stella più vicina sarebbe a oltre 40000 km di distanza.

Non mostrato nelle illustrazioni sopra sono i numerosi corpi più piccoli che abitano il sistema solare:

i satelliti dei pianeti; il gran numero di asteroidi (piccoli corpi rocciosi) che orbitano attorno al Sole,

principalmente tra Marte e Giove ma anche altrove; le comete (piccoli corpi ghiacciati)

che vanno e vengono dalle parti interne del sistema solare in orbite molto allungate e con orientamenti casuali verso l’eclittica;

e i tanti piccoli corpi ghiacciati oltre Nettuno nella Cintura di Kuiper. Con poche eccezioni,

i satelliti planetari orbitano nello stesso senso dei pianeti e approssimativamente nel piano dell’eclittica,

ma questo non è generalmente vero per le comete e gli asteroidi.

La classificazione di questi oggetti è una questione di piccole controversie.

Tradizionalmente, il sistema solare è stato diviso in pianeti (i grandi corpi in orbita attorno al Sole),

i loro satelliti (ovvero lune, oggetti di varie dimensioni in orbita attorno ai pianeti),

asteroidi (piccoli oggetti densi che orbitano attorno al Sole) e comete (piccoli oggetti ghiacciati con orbite eccentriche).

Sfortunatamente, il sistema solare è stato trovato per essere più complicato di quanto suggerirebbe:

ci sono diverse lune più grandi di Plutone e due più grandi di Mercurio;

ci sono molte piccole lune che sono probabilmente iniziate come asteroidi e sono state catturate solo in seguito da un pianeta;

le comete a volte svaniscono e diventano indistinguibili dagli asteroidi;

gli oggetti della Cintura di Kuiper (incluso Plutone) e altri come Chirone non si adattano bene a questo schema

I sistemi Terra / Luna e Plutone / Caronte sono talvolta considerati “doppi pianeti”.

Possono essere proposte altre classificazioni basate sulla composizione chimica e / o sul punto di origine che cercano di essere fisicamente più valide.

Ma di solito finiscono con troppe lezioni o troppe eccezioni. La linea di fondo è che molti dei corpi sono unici;

la situazione attuale è troppo complicata per una semplice categorizzazione.

Gli otto corpi ufficialmente classificati come pianeti sono spesso ulteriormente classificati in diversi modi:
Per composizione:

pianeti terrestri o rocciosi : Mercurio, Venere, Terra e Marte:

I pianeti terrestri sono composti principalmente da roccia e metallo e hanno densità relativamente elevate, rotazione lenta, superfici solide, senza anelli e pochi satelliti.

Giove o gas pianeti: Giove, Saturno, Urano e Nettuno:

I pianeti gassosi sono composti principalmente da idrogeno ed elio e generalmente hanno basse densità, rotazione rapida, atmosfere profonde, anelli e molti satelliti.

Per dimensione:

piccoli pianeti: Mercurio, Venere, Terra, Marte.

I piccoli pianeti hanno diametri inferiori a 13000 km.

pianeti giganti : Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

I pianeti giganti hanno diametri superiori a 48000 km.

I pianeti giganti sono talvolta chiamati anche giganti gassosi.

Per posizione rispetto al Sole:

Pianeti interni : Mercurio, Venere, Terra e Marte.

Pianeti esterni : Giove, Saturno, Urano, Nettuno.

La fascia di asteroidi tra Marte e Giove costituisce il confine tra il sistema solare interno e il sistema solare esterno.

Per posizione rispetto alla Terra:

pianeti inferiori : Mercurio e Venere.

Definizione di “pianeta inferiore”

Un pianeta che orbita attorno al Sole all’interno dell’orbita terrestre. I pianeti inferiori sono Mercurio e Venere, oltre a un piccolo numero di pianeti minori scoperti di recente. Tutti gli altri pianeti principali e la maggior parte dei pianeti minori sono pianeti superiori .
I pianeti inferiori orbitano attorno al Sole più velocemente della Terra e sperimentano congiunzioni inferiori e congiunzioni superiori , ma mai opposizioni .

Il momento migliore per osservare un pianeta inferiore è quando è al suo massimo allungamento dal Sole.

Definizione di “pianeta superiore”

Un pianeta che orbita attorno al Sole al di fuori dell’orbita terrestre. I pianeti superiori sono Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno, Plutone e la maggior parte dei pianeti minori. Mercurio e Venere, d’altra parte, sono pianeti inferiori perché orbitano attorno al Sole all’interno dell’orbita terrestre.
I pianeti superiori orbitano attorno al Sole più lentamente della Terra e sperimentano opposizioni e congiunzioni superiori .