Astronomia Lezione 14/1/2013

Docente: Alessandro Melchiorri e.mail:alessandro.melchiorri@roma1.infn.it Sito web per slides lezioni: oberon.roma1.infn.it:/alessandro/astro2012/ Libri di testo consigliati: - An introduction to modern astrophysics B. W. Carroll, D. A. Ostlie, Addison Wesley - Universe, R. Freedman, w. Kaufmann, W.H. Freeman and Company, New York

- Astronomy: A physical perspective, Marc L. Kutner, Cambridge University Press.

- Fundamental Astronomy, Karttunen e altri, Springer

- Elementi di Astronomia, P. Giannone.

Pianeti del Sistema Solare

Le orbite dei pianeti

Orbite dei pianeti

Tutti i pianeti orbitano nello stesso senso intorno al Sole. Se guardiamo il sistema solare dall’alto in modo che il moto sia in senso antiorario, quasi tutti ruotano sul loro asse in senso antiorario tranne Venere e Urano (moto retrogrado).

Dati Fisici dei Pianeti

Pianeti Terrestri

La Terra

Campo Magnetico Terrestre

Le Aurore

L’ atmosfera terrestre

La Luna

La formazione della Luna

Pianeti Inferiori: Mercurio e Venere

Mercurio e Venere orbitano più vicini al Sole rispetto alla Terra. Per questo li vediamo spesso al mattino o alla sera (si trovano vicino al Sole). Venere è detta anche stella del mattino.

Mercurio

Orbita di Mercurio e Periodo di Rotazione

Mercurio impiega un tempo per ruotare su sé stesso pari a 2/3 del tempo impiegato ad un’orbita attorno al Sole. Questo è dovuto al fatto che: a) Mercurio non è perfettamente Sferico, b) l’orbita è molto ellittica. Fino al 1960 si pensava che la rotazione fosse perfettamente sincrona, invece no. Questo fa si che la differenza di temperatura tra zona Illuminata e non illuminata sia meno grande.

Immagine di un lato di Mercurio dalla sonda Mariner 10, l’altra faccia non e’ ancora conosciuta così bene.

La superficie di Mercurio Presenta dei crateri molto simili a quelli della Luna ! Questi crateri si sono formati molto tempo fa (circa 4 miliardi di anni fa) quando il sistema solare era popolato da meteoriti. Ci sono anche pianure prodotte da lava emessa da vulcani poco dopo il periodo delle meteoriti (3.8 miliardi di anni fa). C’e’ però meno ferro rispetto alle pianure sulla luna e quindi queste zone sono meno scure.

Crateri su Mercurio

Increspature su Mercurio

Dovute molto probabilmente al raffreddamento di Mercurio. La crosta appare come spaccata in alcuni punti.

I Crateri

I crateri da impatto sulla terra

Venere

Effetto Serra

Immagine del suolo di Venere

Mappa di Venere

Ci sono dei crateri ma sono distribuiti in maniera casuale: piu’ o meno la superficie di Venere ha la stessa età. Questo perché la crosta di Venere e’ molto piu’ sottile di quella della Terra. Non vi è una tettonica a placche come sulla Terra ma un movimento della superficie in piu’ zone.

Superficie di Venere In pratica: - Non abbiamo catene montagnose come sulla terra (tettonica a placche). (tipo le ande…etc) - Non abbiamo molti crateri come sulla Luna o Mercurio perché la superficie si muove lo stesso e cancella i crateri. Un esempio e’ il cratere nella zona di Beta Regio che e’ mezzo cancellato da una faglia.

Vulcani su Venere

La superficie di Venere è revente e per la maggior parte di orgine vulcanica. Anche se i vulcani sono quasi tutti spenti c’e’ evidenza per una attività vulcanica attuale.

Marte

I «canali» di Marte

Nel 1877 l’astronomo italiano Giovanni Schiaparelli annunciò la scoperta di canali su marte.Questi indicavano la presenza di vita sul pianeta. Il miliardario Percival Powell fece costruire un Telescopio enorme a Flagstaff in Arizona Per osservare questi canali e confermò Le misure di schiaparelli. Purtroppo queste osservazioni si rivelarono Erronee ma stimolarono le osservazioni di Marte e molta letteratura fantascientifica. (La guerra dei mondi e altri romanzi nascono tutti da queste osservazioni di Schiaparelli)

Superficie di Marte

La superficie di Marte è in realtà priva di canali ma ha zone di colore diverso (che furono scambiate per canali. In alcune zone ci sono molti crateri da impatto. Queste zone sono le più antiche perché la maggior parte degli impatti e’ avvenuta 4 miliardi di anni fa.

Tempeste di Sabbia su Marte

I crateri su Marte si sono visti solo recentemente. Anche con l’Hubble Space Telescope è Difficile vederli. Il motivo sono le tempeste di sabbia che alle volte oscurano la superficie dell’intero pianeta.

Superficie di Marte

La superficie di Marte e’ molto particolare. L’emisfero sud e’ piu’ alto di circa 5 km rispetto all’emisfero nord. Anche qui non c’e’ evidenza di tettonica a placche ma il motivo rispetto a Venere e’ diverso: qui il pianeta è più freddo al suo interno e non ci sono moti.

Superficie di Marte

Il fatto che non ci sia moto di placche non significa però che non ci sia strutture. L’altopiano di Tharsis (circa 6 km piu’ in alto) e’ stato probabilmente formato da attività vulcanica. Questo ha molto probabilmente prodotto anche la spaccatura della Valles Marineris.

Vulcani su Marte

Anche su Marte ci sono Vulcani. Sono tutti spenti. La presenza di crateri nelle loro vicinanze indica che sono molto antichi. Quindi Marte si è raffreddato prima di Venere e ha una crosta molto più spessa.

Il monte Olimpo

Stagioni su Marte

Ai poli può fare sufficientemente freddo da far ghiacciare l’anidride Carbonica. Durante l’inverno si può presentare una neve di ghiaccio secco,

Diavoli della sabbia su Marte

Su Marte si formano delle piccole trombe d’aria chiamate diavoli della sabbia. Questi fenomeni sono comuni sulla Terra (ad esempio in Arizona). Questi diavoli sono tornati molto utili alle sonde spirit e opportunity perché hanno ripulito i loro pannelli solari e hanno permesso una durata della missione molto più lunga.

Sonde su Marte

Al momento ci sono arrivati 4 rover: Pathfinder (1997), Spirit e Opportunity (2004), Curiosity (2012).

C’era Acqua (liquida) su Marte ?

Nella zona dove è atterrato Spirit ci sono rocce con di sali Solfati. Queste però contengono olivina. Non ci puo’ essere stata acqua perché questa si distrugge al suo contatto. Viceversa Opportunity ha trovato zone con rocce di sedimentazione. Qui l’acqua in passato c’era.

Acqua su Marte

Si sono osservati anche dei piccoli canali, come formati da rigagnoli d’acqua.

Acqua su Marte

Nel passato quindi l’acqua era presente solo in alcune zone. Oggi non può stare in superficie (vaporizza subito per la bassa pressione). Può stare e si è trovata sotto la superficie misurando l’emissione di neutroni (meno neutroni più acqua) rilasciati dalla superficie di Marte sotto il bombardamento di raggi cosmici. Ce ne e’ abbastanza per ricoprire l’intera superficie di Marte per 500 m.

I Pianeti Gioviani

Giove

Atmosfera Gioviana Le fasce brune e chiare sono nuvole dell’atmosfera gioviana trascinate dalla sua rotazione veloce. Zone equatoriali ruotano più velocemente delle zone polari. Non si sa bene perché alcune siano chiare e altre meno (chiare piu’ profonde e più calde, scure meno profonde). Sono evidenti delle regioni in cui hanno luogo delle tempeste. La zona rossa di Giove e’ una tempesta che dura da secoli. Altre si formano di continuo.

Campo Magnetico di Giove

Giove ha un fortissimo campo magnetico. Questo crea una magnetosfera che intrappola Le particelle cariche e le fa emettere una Radiazione di sincrotrone. Sono evidenti anche le aurore. Il campo magnetico è generato dalla Rotazione di idrogeno ed Elio metallici all’interno.

Le lune di Giove

Io

Si presenta roccioso con una elevatissima attività vulcanica.

Le eruzioni su Io Sembrano piu’ A dei geyser che A delle esplosioni Vere e proprie. Il materiale rilasciato e’ zolfo probabilmente. Ci sono zone bianche di anidride solforosa. Non c’e’ acqua su Io. L’attività vulcanica è data dai moti mareali con Giove e forse dall’interazione con il suo campo magnetico.

Europa

Anche se principalmente roccioso Europa e’ ricoperto di uno strato molto liscio di acqua ghiacciata.

Europa

Sulla superficie di Europa si vedono vulcani di acqua ed un network di canali. Si suppone che sotto la crosta ghiacciata vi sia un oceano con forse organismi monocellulari. Europa e’ piu’ caldo all’interno sempre per via delle forze mareali di Giove.