Il Sistema Solare

1
Il Sistema Solare

• Il Sole e i Pianeti

2
Una stella ed una manciata di sassi

• Il Sistema solare è un insieme di corpi diversi
  tra loro per natura e dimensioni ma accomunati
  dalla loro origine e costretti a muoversi in uno
  spazio ben definito dominato dalla forza di
  gravità del sole.

3
Alla periferia della galassia

• La porzione di spazio entro cui si muovono i
  corpi del sistema solare ha le dimensioni di una
  sfera con un diam. di 200.000 U. A (pari a circa
  3 a.l.)
• Non è altro che un minuscolo angolo alla
  periferia della galassia, che a sua volta è solo
  una tra miliardi di galassie.

4
Composizione del sistema solare

• Il Sistema Solare e' un insieme di corpi celesti
  in rotazione attorno al Sole. Ne fanno parte,
  oltre al Sole stesso,
• 9 pianeti,
• 61 satelliti,
• alcune migliaia di asteroidi,
• ed un numero imprecisato di comete.
• Partendo dal Sole, troviamo per primi i pianeti
  interni,
• Mercurio e Venere, Terra, Marte,
• i pianeti esterni
• Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone.
• Tra l'orbita di Marte e quella di Giove è
  compresa la fascia degli asteroidi.

5
La stella sole

• Il Sole, il corpo centrale del Sistema Solare, e'
  una sfera di gas incandescente, per lo piu'
  idrogeno ed elio, della massa di 2 1033 g (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 cioe' alla
  sovrapposizione apparente del disco lunare e di
  quello solare. La densita' media del Sole e' di
  1.4 pari a circa ¼ di quella della terra che è
  5,5 g/cm3 e molto vicina a quella dellacqua.
• Laccelerazione di gravità alla sua superficie è
  circa 28 volte quella terrestre, una persona
  peserebbe 2000 Kg

6
I moti del Sole

• Il Sole partecipa al moto di rotazione della
  Galassia, spostandosi, rispetto alle stelle
  vicine, alla velocita' 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, cioe' piu' lenta ai poli
  e piu' veloce all'equatore (circa 2 Km/s).
• All'equatore, il periodo di rotazione e' di circa
  25 giorni, mentre al polo dura più di 30 giorni.

7
Produzione di energia nel Sole

• Il Sole è composto quasi esclusivamente di
  idrogeno ed elio. All'interno del nucleo stellare
  la temperatura e la pressione raggiungono valori
  cosi elevati che questi due elementi vanno
  incontro ad una reazione particolarmente
  violenta la fusione nucleare.
• In simili condizioni non possono esistere
  strutture atomiche, quanto piuttosto un miscuglio
  di nuclei atomici ed elettroni che, a causa del
  loro rapido e continuo movimento, collidono
  frequentemente tra loro.
• In particolare, la reazione di fusione si innesca
  quando due nuclei di idrogeno si scontrano,
  formando un nucleo pesante di idrogeno (un
  deuterone, vale a dire un nucleo di deuterio,
  formato da un protone e un neutrone).

8
Produzione di energia nel Sole

• In seguito alla collisione fra un deuterone ed un
  altro nucleo di idrogeno si può produrre il
  nucleo di un isotopo leggero dell'elio, l'elio-3,
  formato da due protoni ed un neutrone.
• Questa reazione comporta l'emissione, sotto forma
  di raggi gamma, di un'energia pari a 26 MeV
  (mega-eV ).
• La collisione fra due nuclei di elio-3 forma un
  nucleo ordinario di elio (elio-4, con due protoni
  e due neutroni), con l'emissione di due protoni.

9
Struttura del sole

• Il Sole può essere suddiviso in "zone" (o gusci
  concentrici
• Il nucleo, nel quale avvengono i processi chimici
  che mantengono in vita il Sole, e attraverso i
  quali viene prodotta l'energia.
• La zona radiativa,
• Lo strato convettivo qui i gas presenti
  trasportano l'energia verso l'esterno, per poi
  raffreddarsi e ricadere verso l'interno.

10
Struttura del sole

• La fotosfera, che rappresenta il limite tra la
  parte interna del Sole, e quella più esterna.
• La cromosfera, molto più rarefatta.
• La corona, ossia la parte più esterna del Sole,
  estesa per milioni di chilometri e con una forma
  che varia continuamente nel corso del tempo. Man
  mano che ci si allontana dalla cromosfera, la
  corona diventa sempre più rarefatta.

11
Allinterno della fornace solare

• Nel nucleo del sole è in funzione un reattore
  nucleare a fusione mantenuto stabile dalla forza
  di gravità.
• Il nucleo si estende per circa 150.000 km e in
  esso è contenuta circa 1/10 della massa totale
  del Sole.

• Qui infatti la temperatura e la pressione sono
  elevatissime (15.000.000C e 220 miliardi di
  atmosfere), e possono dar luogo a violenti
  fusioni nucleari.
• Ogni secondo, milioni di tonnellate di idrogeno
  si fondono tra loro, originando altrettante
  tonnellate di elio.

12
 Zona radiativa e convettiva

• La zona radiativa circonda il nucleo e si estende
  per circa 500.000 km.
• In essa, l'energia prodotta nel nucleo, si
  irradia verso l'esterno tramite l'assorbimento e
  la reimissione da parte della materia.
• La zona radiativa è molto vasta, di conseguenza
  l'energia impiega 10 milioni di anni per
  attraversarla completamente, per poi raggiungere
  lo strato convettivo.
• Qui i gas presenti (raggruppati in zone dette
  celle convettive) si muovono verso l'esterno,
  trasportando l'energia. Una volta raffredati,
  essi riscendono verso la zona radiativa.

13
La fotosfera

• Rappresenta la superficie apparente del Sole è
  un guscio spesso circa 700 km e con una
  temperatura di 5.700C che segna il confine tra
  la densa materia solare presente all'interno, e
  l'atmosfera, più trasparente e posta all'esterno.
• I gas che compongono la fotosfera non sono
  distribuiti uniformemente, ma sono raggruppati,
  formando alte colonne di materia che salgono
  verso la superficie, per poi riscendere verso la
  zona convettiva.

• Sono presenti a milioni e la parte superiore di
  queste colonne gassose formano dei "pennacchi",
  noti come granuli. Ogni granulo ha un aspetto
  circolare o poligonale ed un diametro che può
  variare dai 200 ai 1800 km. Poichè la loro vita
  media è di pochi minuti, la superficie del Sole
  cambia costantemente aspetto.

14
La cromosfera

• L'ultimo strato del Sole, oltre il quale si
  estendono solo i gas coronali, è la cromosfera
  (dal greco sfera, involucro colorato), estesa
  per 15.000 km. E' molto difficile da osservare, a
  causa della vicinanza con l'abbagliante
  fotosfera. Le occasioni migliori si verificano
  con le eclissi totali di sole, in quanto la
  fotosfera viene oscurata dalla Luna, lasciando
  intravedere parte della cromosfera.
• Anche qui i gas non sono distribuiti in maniera
  uniforme, ma sono concentrati se si trovano in
  prossimità delle macchie solari, formano getti
  simili a strette lingue fiammeggianti, detti
  facole, che si innalzano fino a 10.000 km, per
  tempi molto brevi (al massimo 5 minuti).

15
La corona

• Oltre la cromosfera, inizia l'atmosfera solare
  vera e propria, chiamata corona. E' costituita
  principalmente da idrogeno molto rarefatto, ed è
  molto calda (oltre un milione di gradi
  Centigradi).
• A causa della sua bassissima luminosità, può
  essere osservata solo in due modi ad occhio nudo
  durante un'eclisse totale di Sole o con l'ausilio
  di uno strumento chiamato coronografo, il quale
  copre il disco solare, proprio come avviene
  durante un'eclisse.

Forma della corona in base all'andamento ciclico
dell'attività solare.
16
Lattività solare

• Esistono numerosi fenomeni nella parte esterna
  del sole che ne possono modificare sensibilmente
  lo stato normale.
• Nellimmagine sono indicate le principali

17
Lattività solare

• Protuberanze. E forse il fenomeno solare più
  spettacolare. Sono enormi getti di gas che si
  innalzano dalla cromosfera e appaiono come
  gigantesche lingue di fuoco.

18
Lattività solare

• Spicole. Sono strutture a forma di spighe
  osservabili nella cromosfera. Le spicule sono
  fiammate di idrogeno (o plasma) situate entro i
  confini dei supergranuli che si innalzano
  attraverso la cromosfera. Sono causate
  dall'interazione dei campi magnetici ai bordi dei
  supergranuli.

19
Lattività solare

• Macchie solari. Sono fenomeni che compaiono sulla
  fotosfera.
• Le macchie risultano più scure rispetto alla
  fotosfera perché la loro temperatura e più bassa
  (circa 4500K). Il loro numero sembra variare
  secondo un ciclo di 11 anni. Possono avere forma
  e dimensioni molto differenti.
• La loro origine sembra dovuta al campo magnetico
  solare le macchie sono infatti caratterizzate da
  intensi campi magnetici.

20
Lattività solare

• Facole. Sono aree brillanti visibili intorno alle
  macchie solari. Esse sono prodotte da gas
  convogliato dall'interno lungo le linee del campo
  magnetico.
• Flares o brillamenti. Sono esplosioni di
  brevissima durata durante le quali dalla
  cromosfera (nelle vicinanze delle macchie)
  vengono emesse radiazioni e getti di gas a
  temperature elevatissime la frequenza di questo
  fenomeno è legata all'attività solare, in
  particolare a quella magnetica.

21
Immagine del sole