Pianeti del Sistema Solare

Riportiamo, di seguito, una breve descrizione dei pianeti che compongono il Sistema Solare. Data la loro relativa vicinanza al nostro pianeta, abbiamo potuto carpire molti dei loro segreti , potendo disporre al meglio di tutti i sistemi d' indagine come telescopi, radiotelescopi, spettrometri e soprattutto sonde satellitari. Quest' ultime, negli ultimi decenni, ci hanno trasmesso una quantità enorma d' informazioni che hanno arricchito notevolmente le nostre conoscenze di questi corpi celesti legati tra loro da un unico destino: quello del Sole.

Mercurio - È il primo pianeta del Sistema Solare in ordine di distanza dal Sole. L’orbita è piuttosto eccentrica, cosicché il pianeta viene a trovarsi a 46 milioni di km dal Sole al perielio e a circa 70 milioni di km all’afelio. Il piano orbitale è inclinato di circa 7° sull’eclittica e Mercurioviene percorso in 88 giorni. La massa di Mercurio è stata valutata in passato con il metodo delle perturbazioni (il pianeta non ha satelliti) ed inseguito fu corretta grazie alle misure della sonda Mariner che lo avvicinò nel 1974. Essa misura circa 3,4 x 1023 kg. D raggio del pianeta è di 2439 km (Mercurio è il più piccolo pianeta del Sistema Solare); la sua densità è di 5,44 g/cm3. Questo valore, relativamente alto, indica che il nucleo è di ferro-nichel come per la Terra; conclusione che è testimoniata anche dalla presenza di un campo magnetico planetario di lieve entità, il periodo di rotazione di Mercurio è stato misurato con osservazioni radar nei primi anni ‘60 e vale 58,7 giorni circa, cioè esattamente i 2/3 del periodo di rivoluzione intorno al Sole. L’atmosfera è molto tenue ed è costituita da elio, da gas nobili, da tracce di sodio e di altri elementi. La temperatura massima dell’emisfero diurno è intorno ai 430 °C, mentre cala a circa -170 °C nell’emisfero non illuminato. Il pianeta ha una superficie fortemente craterizzata: se ne deduce che nelle primissime fasi della sua storia fu sottoposto ad un bombardamento meteorico molto intenso, molto più di quello che subì la Luna. Successivamente a questo periodo un impatto con un grosso asteroide produsse la più evidente struttura superficiale, un bacino di 1300 km di diametro che è detto Planitia Caloris.

Venere - II secondo pianeta del Sistema Solare in ordine di distanza dal Sole. Percorre la sua orbita quasi circolare in 224,7 giorni, ad una distanza media dal Sole di 108 milioni di chilometri e con una inclinazione sull’eclittica di circa 3°,4. Venere non ha satelliti: la Veneredeterminazione della sua massa (4,9 x 1024 kg), è stata ottenuta da calcoli sulle perturbazioni orbitali e poi dalle deviazioni subite dalle sonde che l’hanno esplorata da vicino. Con un diametro di 12.100 km, la sua densità media è praticamente identica a quella della Terra, 5,24 g/cm3. Il periodo di rotazione è 243 giorni, dunque è più lungo del periodo di rivoluzione; inoltre la rotazione, a differenza degli altri pianeti, è retrograda, cioè non avviene nello stesso senso della rivoluzione. L’atmosfera venusiana è cosi densa e spessa che preclude l’osservazione ottica della superficie. Ciò che sappiamo delle strutture superficiali è stato ottenuto da misure con radar basati a terra oppure a bordo di navicelle immesse in orbita intorno al pianeta. L’atmosfera è composta principalmente da anidride carbonica; inoltre è presente il vapor d’acqua, l’ossido di carbonio, l’azoto, composti dello zolfo, i gas nobili. Si estende per almeno 500 km di altezza ed è sempre interessata da vaste formazioni nuvolose che ricoprono totalmente il pianeta. La temperatura al suolo raggiunge i 460 °C con una pressione di 95 atmosfere. L’alta temperatura si spiega con l’effetto serra. Diverse missioni automatiche hanno avuto come obiettivo -, Navicelle sovietiche e americane in orbita intorno a Venere hanno cartografato la superficie con radar-altimetri scoprendo imponenti sistemi montuosi e ripide vallate, così come ampi crateri d’impatto accanto ad altri di probabile origine vulcanica. Sopra il livello medio si alzano quattro regioni, che ricordano i continenti terrestri, e che sono state denominate: Isthar Terra, Aphrodite Terra, Alpha Regio e Beta Regio.

Terra - II nostro pianeta è il terzo in ordine di distanza dal Sole. Percorre la sua orbita in 365,26 giorni ad una distanza media dal Sole di 149,6 milioni di chilometri. Con un raggio equatoriale di 6378 km e una Terramassa di 5,98 x 1024 kg presenta una densità media di 5,52 g/cm3. È circondata da una atmosfera composta principalmente da azoto e di ossigeno; inoltre, argon, anidride carbonica, neon, elio. L’interno della Terra si può suddividere in tre parti principali: il nucleo, con temperatura superiore ai 4000 °C, è composto da materiali di alta densità (metalli, soprattutto ferro e nichel) e si estende per 3500 km; il mantello, composto da materiale roccioso, giunge fin quasi in superficie; infine la crosta è lo straterello superficiale spesso meno di una quarantina di km. Nel nucleo, specie nei moti della materia fluida del nucleo esterno, si pensa risieda la causa del campo magnetico che si misura in superficie e della magnetosfera che avvolge il pianeta. La Terra ha un solo satellite, la Luna.

Marte - È il quarto pianeta del nostro sistema planetario in ordine di distanza dal Sole. La sua orbita è inclinata di poco meno di 2° sull’eclittica ed è abbastanza eccentrica, cosi che la sua distanza dal Sole varia da 206 a 250 Martemilioni di km; - la percorre in 687 giorni. Il pianeta ruota su se stesso intorno ad un asse inclinato di circa 24° rispetto alla perpendicolare all’eclittica in 24 ore e 37 minuti. Il raggio equatoriale, di 3400 km, è poco più della metà di quello terrestre. La massa è di 6,4 x 1023 kg, cosicché la densità media è di 3,95 g/cm3. L’atmosfera marziana è molto tenue e si estende per 200-250 km sopra la superficie: è costituita prevalentemente di anidride carbonica (circa il 95%); inoltre, azoto, argo, ossigeno, vapor d’acqua. Alla superficie la pressione è di 6-8 millibar. La temperatura diurna è di una decina di gradi centigradi sopra lo zero; nell’emisfero non illuminato scende fin verso i -70 °C. Fin dagli anni Settanta il pianeta è stato esplorato da molte sonde automatiche sia americane che sovietiche, che hanno registrato la presenza di fenomeni atmosferici stagionali come venti e tempeste di sabbia. Le strutture più imponenti della superficie, osservabili anche da Terra, sono le calotte polari, la cui estensione cambia con il ciclo stagionale, il Monte Olympus, un vulcano alto una trentina di km con il cratere di 25 km e un diametro di oltre 500 km alla base, le aree scure della Syrtis Major, del Mare Erytraeum, del Mare Cimmerium, ecc. All’osservazione telescopica il pianeta parve ad alcuni astronomi dell’Ottocento solcato da canali che furono ritenuti d’origine artificiale, cioè costruiti da esseri intelligenti. Si tratta però solo di illusioni ottiche; le analisi chi-miche compiute dalle sonde non hanno rivelato la presenza di alcuna forma di vita animale o vegetale. Gli unici “canali” scoperti sono sistemi di vallate naturali che sembrerebbero essere state tracciate dall’erosione di corsi d’acqua. Poiché oggi di acqua su Marte non si è rivelata traccia, pur non potendosi escludere che si trovi nel sottosuolo o in forma ghiacciata nelle calotte polari, ci si chiede se nel lontano passato possa essere stata presente allo stato liquido e dove sia finita. L’assenza di un sensibile campo magnetico (se c’è ha un’intensità minore di 1000 volte di quello terrestre) fa pensare che manchi su Marte un nucleo metallico fluido come sul nostro pianeta. Marte ha due piccoli satelliti, Phobos e Deimos. Si ritiene siano corpo asteroidali catturati gravitazionalmente dal pianeta.

Giove - E il pianeta gigante del nostro Sistema Solare e il quinto in ordine di distanza dal Sole. Percorre la sua orbita in 11,9 anni ad una distanza media di 778 milioni di km. Ruota su se stesso in meno di 10 ore: da qui lo spiccato schiacciamento polare che fa sì che il diametro equatoriale sia di 142.800 km e quello polare Giovedi 135.500 km. La massa di Giove, ricavata dal moto orbitale dei suoi satelliti, è di 1,9 x 1027 kg, 318 volte maggiore di quella della Terra, ma ancora 1000 volte minore di quella del Sole. L’elevato valore della massa giustifica il fatto che il pianeta emetta, soprattutto nell’infrarosso, una quantità d’energia ben maggiore di quella che riceve dal Sole. L’emissione sarebbe dovuta al rilascio dell’enorme energia gravitazionale liberata nel lontano passato dal pianeta, all’epoca della sua formazione. La densità media di Giove è di 1,3 g/cm3 ; questo solo dato basta ad indicare che la composizione è diversa da quella dei pianeti terrestri. Su Giove prevalgono gli elementi volatili leggeri, e le abbondanze sono simili a quelle che si misurano sul Sole. Domina nettamente l’idrogeno, seguito dall’elio; inoltre vi si trovano: ammoniaca, metano, vapor d’acqua, nonché altri composti del carbonio, dello zolfo e del fosforo. All’osservazione telescopica l’atmosfera gioviana si mostra solcata da fasce scure e da zone chiare che si alternano sviluppandosi parallelamente all’equatore. Nell’emisfero meridionale questa struttura fortemente simmetrica è interrotta da una macchia ovale di colore scuro, conosciuta come Grande Macchia Rossa: è una sorta di ciclone che interessa un’area ellittica con asse maggiore di 40 mila km e che si osserva da più di tre secoli. L’interno di Giove è costituito probabilmente da un nucleo solido di rocce e metalli circondato da idrogeno liquido fino alla base dell’atmosfera. È nel nucleo, o forse nell’idrogeno liquido, l’origine del forte campo magnetico che all’altezza delle nubi è più intenso di quello terrestre di un ordine di grandezza. È circondato da un esile anello che presenta un massimo della densità delle particelle che lo costituiscono a circa 57 mila km sopra le nubi e sfuma sia verso l’interno che verso l’esterno divenendo sempre più tenue. Giove è accompagnato da 63 satelliti di dimensioni e caratteristiche assai diverse. I quattro maggiori furono scoperti da Galileo nel 1610 e sono detti satelliti Galileiani o Medicei. Sono Io, Europa, Ganimede e Callisto (v. le rispettive voci).

Saturno - II sesto pianeta in ordine di distanza dal Sole è un gigante con un raggio equatoriale di 60 mila chilometri. La sua rotazione è molto veloce (il periodo è di circa 10,5 ore e varia con la latitudine), cosicché il pianeta è fortemente schiacciato sull’equatore: il raggio polare è più piccolo di 550 km di quello Saturnoequatoriale. Osservato al telescopio mostra la sua caratteristica più cospicua: un anello che si estende fino a circa 150 mila km dal centro del pianeta. Questa struttura fu scoperta inizialmente da Galileo nel 1610 ma fu riconosciuta come tale solo nel 1655 da C. Huygens. Successive osservazioni telescopiche hanno consentito di rivelare delle strutture interne, cosicché l’anello saturniano fu suddiviso in tre grandi regioni concentriche, denominate, andando dall’esterno all’interno, anello A, B e C. In seguito furono individuati altri due anelli più esterni (F e G), uno più interno (D) e tutta una serie di “divisioni” e “lacune” che fan da confine tra un anello e l’altro: la più famosa e facilmente riconoscibile è la Divisione di Cassini che separa l’anello A dal B. Tutte queste suddivisioni non hanno più molto senso dopo i risultati ricavati dall’esplorazione del piante; le missioni spaziali hanno infatti messo in luce che il disco è suddiviso in migliaia di sottili anellini che ricordano le tracce di un microsolco. Saturno orbita ad una distanza media dal Sole di 1,427 miliardi di chilometri. Il periodo di rivoluzione è di 29,46 anni e l’orbita è inclinata di 2,49 gradi sul piano dell’eclittica. La sua massa è di 5,69 x 1026 kg, 95 volte maggiore di quella della Terra; la densità è la più bassa dell’intero Sistema Solare ed è pari a 0,7 g/cm3. L’atmosfera saturniana si presenta segnata da bande chiare e scure che si sviluppano parallelamente all’equatore; tuttavia queste strutture appaiono meno marcate che su Giove sia perché le nubi si producono più in profondità nell’atmosfera, sia perché il pianeta è velato da un tenue strato di nebbie. Analogamente a Giove, Saturno dispone di una fonte interna di calore che gli fa dissipare una volta e mezza l’energia che riceve dal Sole. L’atmosfera è costituita prevalentemente da idrogeno molecolare e da metano, con deboli tracce di ammoniaca. Nell’interno i costituenti più abbondanti sono l’idrogeno e l’elio. Saturno possiede 61 satelliti , il maggiore dei quali, Titano, riveste particolare interesse perché possiede una densa atmosfera.

Urano - È il settimo pianeta in ordine di distanza dal Sole ed il primo ad essere stato scoperto in tempi storici (W. Herschel 1781). La grande distanza dalla Terra ha fatto si che il suo disco non rivelasse alcun Uranoparticolare nelle osservazioni tel-scopiche, fino all’esplorazione ravvicinata della sonda Voyager 2 avvenuta il 24 gennaio 1986. La caratteristica più spiccata del pianeta è quella di avere l’asse di rotazione quasi adagiato sul piano dell’eclittica, cosicché Urano rivolge alternativamente i poli nord e sud al Sole nel corso di un periodo di rivoluzione che dura 84 anni. La distanza media dal Sole è di 2,87 miliardi di km; la massa è di 8,7 x 1025 kg, pari a 14,5 volte la massa terrestre; la densità media è di 1,21 g/cm3. Il pianeta è infatti avvolto da un denso strato di nebbie di metano che impediscono la visione delle strutture più profonde. Solo quattro nubi biancastre sono state scorte ruotare nel corso delle missioni Voyager e dal loro moto si è ricavato il periodo di rotazione del pianeta su se stesso, pari a 17 ore e 6 minuti. Per il resto sembra di scorgere una serie di tenui bande equatoriali come quelle di Giove e Saturno. Sempre il Voyager 2 ha scoperto l’esistenza di uno strano campo magnetico, il cui asse è fortemente inclinato (55 gradi) rispetto all’asse di rotazione. L’anomala inclinazione degli assi magnetico e di rotazione viene interpretata da alcuni come l’effetto di un urto con un corpo massiccio avvenuto poco dopo la formazione del pianeta. Pianeta gigante, con un raggio equatoriale di circa 26 mila km, contrariamente agli altri non dispone di un’apprezzabile fonte interna di calore. I costituenti fondamentali della sua atmosfera sono l’idrogeno, l’elio (la cui abbondanza è paragonabile a quella solare), il metano. Nel 1977, nel corso di un’occultazione stellare, si scoprì un sistema di nove anelli molto sottili e ben distanziati l’uno dall’altro. Accanto ai cinque satelliti già osservati telescopicamente ne sono stati scoperti, nel corso delle missioni spaziali, numerosi altri di piccole dimensioni. L’HST ha fornito, con le sue immagini, ulteriori dettagli sulla superficie del pianeta.

Nettuno - Ottavo pianeta in ordine di distanza dal Sole, percorre la sua orbita in 164,8 anni. La distanza media dal Sole è di circa 4,5 miliardi di km. Nettuno fu scoperto nel 1846 da J. Galle sulla base delle previsioni di U. NettunoLeverrier ottenute analizzando le perturbazioni orbitali subite da Urano. Dalle osservazioni telescopiche pare che - sia molto simile ad Urano; l’atmosfera risulta composta da idrogeno, elio e metano. Anche le dimensioni e la massa sono simili. Il raggio equatoriale è di 27.750 km e la massa è di 1,0 x 1026 kg pari a 17 volte quella terrestre. La densità è di 1,7 g/cm3, ciò che fa pensare ad un nucleo roccioso di circa 8000 km di raggio, di poco maggiore di quello del pianeta-gemello Urano. Il periodo di rotazione viene stimato intorno alle 16 ore, ma recenti misure indicano che potrebbe essere maggiore. Nettuno irraggia nello spazio più energia di quanta ne riceva dal Sole; ciò significa che è all’opera una fonte interna di calore che potrebbe essere d’origine gravitazionale, ma anche il risultato delle interazioni marcali con il satellite Tritone. Nel 1985, nel corso di un’occultazione stellare, si è scoperto intorno a Nettuno un anello incompleto, caso unico in tutto il Sistema Solare. Invece sembra di poter escludere dai dati raccolti finora che -possieda un sistema di anelli del tipo di quelli di Saturno o di Urano. Accanto ai satelliti scoperti telescopicamente in passato (Tritone e Nereide) nel sono stati scoperti molti altri con le missioni spaziali. Il pianeta sarà esplorato da una navicella spaziale (Voyager 2) per la prima volta nell’agosto 1989.

TABELLA : Caratteristiche dei pianeti

Mercurio

Venere

Terra

Marte

Giove

Saturno

Urano

Nettuno

Massa

(1024 kg)

0,3302

4,8685

5,97219

0,64185

1898,6

568,46

86,832

102,43

Volume (1010 km3)

6,083

92,843

108,3

16,318

143128

82713

6833

6254

Densità (kg/m3)

5427

5243

5514

3933

1326

687

1270

1638

Raggio Equatoriale (km)

2439,7

6051,8

6378,1

3397

71492

60268

25559

24764

Raggio Polare (km)

2439,7

6051,8

6356,7

3375

66854

54364

24973

24341

Schiacciamento (a-b)/a

0.0

0.0

0.00335

0.00589

0.06487

0.09796

0.02293

0.01708

Gravità (m/sec2)

3,7

8,87

9,78

3,69

23,12

8,96

8,69

11

Velocità di fuga (km/sec)

4,3

10,36

11,18

5,03

59,5

35,5

21,3

23,5

Min Distanza Terra (106 km)

77,3

38,2

*

54,5

588,5

1195,5

2581,9

4305,9

Max Distanza Terra (106 km)

221,9

261

*

401,3

968,1

1658,5

3157,3

4687,3

Semiasse maggiore

(106 km)

57,91

108,21

149, 59

227,92

778,57

1433,53

2872,46

4495,06

Periodo orbitale (giorni)

87,969

224,701

365,256

686,98

4332,589

10759,22

30685,4

60189

Perielio

(106 km)

46

107,48

147,098

206,62

740,52

1352,55

2741,3

4444,45

Afelio (106 km)

69,82

108,94

152,097

249,23

816,62

1514,5

3003,62

4545,67

Vel. orbitale media (km/sec)

47,87

35,02

29,783

24,13

13,07

9,69

6,81

5,43

Vel. orbitale max (km/sec)

58,98

35,26

30,287

26,5

13,72

10,18

7,11

5,5

Vel. orbitale min (km/sec)

38,86

34,79

29,291

21,97

12,44

9,09

6,49

5,37

Inclinazione orbitale eclittica (°)

7

3,39

0

1,85

1,304

2,485

0,772

1,769

Inclinazione asse rotazione(°)

0,01

177,36

23,439

25,19

3,13

26,73

97,77

28,32

Eccentricità

0,2056

0,0067

0,016 7

0,0935

0,0489

0,0565

0,0457

0,0113

Periodo rotazione (ore)

1407,6

-5832,5

23,9345

24,6229

9,925

10,656

-17,24

16,11

Max Diametro apparente (")

13

66

*

25,7

49

20,1

4,1

2,4

Min Diametro apparente (")

4,5

9,7

*

3,5

29,8

14,5

3,3

2,2

Diametro apparente Sole

1°22'

44',3''

32'

21'

6',2''

6',2''

1',7''

1',1''

Magnitudine relativa max.

-1,9

-4,6

*

-2,9

-2,94

0,43

5,32

7,78

Temperatura (C°)

400/150

480/-30

−89,2 /57,8

-23

-150

-180

-210

-220

Albedo

0,106

0,65

0,367

0,15

0,52

0,47

0,51

0,41

Numero satelliti

0

0

1

2

63

63

27

13

Atmosfera

K(31.7%), Na(24.9%), O(14.8%), Ar(7.0%), He(5.9%), N2(5.2%), CO2(3.6%), 2O(3.4%), H2(3.2%)

CO2(96%), N2(3.5%)

N2(78.08%), O2(20.95%), Ar(0.93%), H2O(0.33%) , CO2(0.038%)

CO2(95%), N2(2.7%)

H2(86.3%), He(13.5%), CH4(0.2%)

H2(96.3%), He(3.2%), CH4(0.45%)

H2(83%), He(15%), CH4 (2%)

H2(80%), He(18%), CH4(2%)