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Sistema Solare

Il sistema solare è formato dal Sole e da tutta una serie di corpi celesti che ruotano attorno ad esso, e che a seguito della risoluzione approvata dall'I.A.U. (International Astronomical Union) nella seduta del 24 Agosto 2006 possono essere così suddivisi:

  • Pianeti - Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno;
  • Pianeti nani - Ceres, Plutone, Haumea, Makemake ed Eris;
  • Satelliti o Lune - Luna, Phobos, Deimos, Io, Europa, Ganimede, ecc...;
  • Corpi minori - asteroidi, comete, oggetti Transnettuniani, meteoroidi ed altri piccoli oggetti non inclusi nelle precedenti categorie.

Tutto attorno il mezzo interplanetario composto da polvere e gas, il quale viene spazzato continuamente alla velocità di diverse centinaia di km/sec da quello sciame di particelle emesso dal Sole, noto come vento solare, i cui effetti giungono sino alla distanza di circa 100 UA (UA = distanza media fra la Terra ed il Sole pari a circa 149,6 milioni di km) dove si trova l'eliopausa, il confine del sistema solare che delimita la zona di influenza della nostra stella che viene a sua volta chiamata eliosfera.

Eliosfera ed eliopausa

Struttura del sistema solare

Secondo la tipologia dei corpi che ve ne fanno parte, il sistema solare può essere suddiviso nelle seguenti aree omogenee:

  • Sistema solare interno - l'area compresa fra il Sole e la fascia degli asteroidi. Contiene i pianeti di tipo terrestre: Mercurio, Venere, Terra e Marte;
  • Fascia degli asteroidi - l'area compresa fra 2 e 4 UA. Contiene la quasi totalità degli asteroidi del sistema solare ed il pianeta nano Ceres;
  • Sistema solare esterno - l'area che comprende i pianeti di tipo gioviano: Giove, Saturno, Urano e Nettuno;
  • Fascia o cintura di Kuiper - intitolata in onore dell'astronomo G. Kuiper, che nel 1951 ne propose l'esistenza, è dislocata oltre l'orbita di Nettuno, fra 30 e 50 UA, e contiene corpi che possono essere considerati veri e propri residui fossili del periodo di formazione del sistema solare oltre ai pianeti nani Plutone, Haumea e Makemake. E' ritenuta il serbatoio delle comete a corto periodo;
  • Disco diffuso - parzialmente sovrapposto alla fascia di Kuiper, contiene corpi caratterizzati da orbite molto eccentriche e molto inclinate sul piano dell'eclittica, che sono stati espulsi dalla fascia di Kuiper a causa delle perturbazioni derivanti dall'influenza gravitazionale dei pianeti gioviani. Fra essi il pianeta nano Eris e l'oggetto Sedna;
  • Nube di Oort - teorizzata nel 1950 dall'astronomo J. Oort, sulla base dell'osservazione dei parametri orbitali di svariate comete, è l'area più esterna del sistema solare, compresa fra 5000 e 100000 UA, sede per l'appunto delle comete a lungo periodo e di milioni di corpi ghiacciati residui fossili del periodo di formazione del sistema solare.

Struttura sistema solare

Origine del sistema solare

Secondo le più recenti teorie il sistema solare si sarebbe formato circa 4,5 miliardi di anni fa per l'aggregazione e la condensazione di una nube di materia interstellare. Questa, entrando in rotazione su se stessa, avrebbe poi creato un disco concentrando al centro di esso la stragrande maggioranza della materia per effetto delle forze gravitazionali. Successivamente, con l'aumento della temperatura, si sarebbe innescato il processo di nucleosintesi stellare che diede vita al Sole, mentre la restante parte della materia avrebbe dato vita a sua volta ai planetesimi, e quindi ai pianeti, ai pianeti nani ed agli altri corpi minori.

E' probabile quindi che proprio durante questa fase l'innesco della stella abbia spazzato via dai corpi più vicini la gran parte dei gas che li avvolgeva, creando così i pianeti di tipo terrestre, dall'aspetto solido, ed i pianeti gioviani, avvolti invece da immense quantità di gas allo stato liquido.

Formazione sistema solare

foto Nasa/JPL

Orbite

Tutti i corpi del sistema solare ruotano su orbite ellittiche attorno al Sole che rimanendo fermo occupa uno dei due fuochi di ogni ellisse. I pianeti, soprattutto, si muovono con orbite poco eccentriche e quasi tutti sullo stesso piano dell'orbita terrestre (per definizione chiamato eclittica), ragion per cui dalla Terra li vediamo attraversare insieme al Sole la stessa fascia celeste al centro dello Zodiaco. Viceversa, i pianeti nani ed i corpi minori, sono caratterizzati generalmente da orbite più allungate ed inclinate.

Ogni corpo del sistema solare si muove secondo velocità diverse a seconda della distanza dal Sole, più velocemente quando si trova nei pressi della stella, al perielio, e meno velocemente quando si trova nel punto più lontano da essa, all'afelio. Durante questo movimento, infatti, a causa delle orbite che non sono circolari, ma ellittiche, la distanza dal Sole varia fra un minimo ed un massimo. Mercurio, ad esempio, oscilla da 46 milioni di km al perielio a 69,8 milioni di km all'afelio.

Afelio e perielio

Inoltre, come nel caso dei pianeti, i quali occupano orbite situate a distanze crescenti, con la distanza aumenta anche il tempo impiegato a percorrere una rivoluzione completa, ossia quel periodo che per la Terra vale 1 anno siderale ovvero 365,25 giorni.

Legge di Gravitazione Universale

Tutto ciò è una diretta conseguenza della legge di gravitazione universale, elaborata da I. Newton, che afferma:

fra due qualsiasi corpi esiste una forza di mutua attrazione direttamente proporzionale al prodotto delle rispettive masse ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.

Legge di Gravitazione Universale

Ne deriva dunque che orbitando attorno al Sole i maggiori corpi del sistema solare percorrono orbite quasi circolari, od ellittiche a bassa eccentricità, che per definizione geometrica, così come i cerchi sono il luogo geometrico dei punti di un piano aventi la stessa distanza dal centro, sono il luogo geometrico dei punti di un piano che hanno la stessa somma delle distanze da due punti denominati fuochi. Tuttavia gli scienziati presumono che esistano anche corpi, le comete, che in alcuni casi possano percorrere orbite paraboliche, od addirittura iperboliche, che le porteranno a perdersi nello spazio galattico dopo essere transitate attorno al Sole.

Elementi orbitali

Le orbite sono comunque caratterizzate da alcuni parametri che permettono di individuarle nello spazio del sistema solare, gli elementi orbitali, grazie ai quali è possibile tracciare e seguire in ogni istante il moto di ogni corpo rispetto al Sole.

Elementi orbitali

  • Semiasse Maggiore - la misura del diametro maggiore dell'orbita espressa in UA;
  • Eccentricità - il rapporto fra la distanza di un fuoco dal centro ed il semiasse maggiore (definisce la forma dell'orbita - per e=0 circolare, e=1 parabolica, 0<e<1 ellittica);
  • Inclinazione Orbitale - l'angolo in gradi compreso fra il piano orbitale e l'eclittica. Da ciò scaturisce che l'intersezione fra i due piani è la "linea dei nodi", mentre quelle dell'orbita con l'eclittica vengono denominate "nodi orbitali";
  • Longitudine del Nodo Ascendente - l'angolo compreso fra il punto d'Ariete e quel punto dell'orbita ove avviene il transito di ogni corpo dal Sud al Nord dell'eclittica;
  • Argomento del Perielio - la distanza angolare fra il nodo ascendente ed il perielio misurata in direzione dell'orbita;
  • Istante del passaggio al perielio.

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