Progetto Educativo Progetto Educativo 2008/20092008/2009

Sistema PlanetarioSistema Planetario

Progetto Educativo Progetto Educativo 2008/20092008/2009

• Il Sole ruota su se stesso con un periodo medio attorno ad una ventina di giorni, corrispondente ad una velocità tangenziale equatoriale di circa 2 km/s.

• I pianeti ruotano attorno al Sole nello stesso verso e le orbite sono quasi rigorosamente circolari, con l’eccezione di Mercurio. Anche Marte ha un’orbita con un’ellitticità apprezzabile.

• I pianeti a loro volta ruotano attorno al proprio asse che per la maggioranza dei pianeti è quasi perpendicolare al piano dell’orbita. Eccezioni importanti sono quella di Venere, che ha un moto retrogrado, e di Urano, che ha l’asse di rotazione quasi parallelo a quello dell’orbita.

DDTSTS = 1.5 x 10 = 1.5 x 1088 km = 1 U.A. km = 1 U.A.

TTTerraTerra = 365 giorni = 8760 ore = 3.15 x 10 = 365 giorni = 8760 ore = 3.15 x 1077 sec sec

MMTerraTerra = 6 x 10 = 6 x 102424 kg kg

MercurioMercurio

VenereVenere

TerraTerra

MarteMarte Pianeti interni o terrestriPianeti interni o terrestriDDsolesole < 250 milioni di km < 250 milioni di km

Pianeti esterni o giovianiPianeti esterni o giovianiDDsolesole > 700 milioni di km > 700 milioni di km

TTPIPI > T > TPEPE

PIPI > > PEPE

MMPIPI < M < MPEPE

• Tutti i pianeti si muovono su orbite ellittiche, di

• cui il Sole occupa uno dei due fuochi

FF11 FF22

aa

bb

cc OO

2

2

222

2

2

2

2

1

1

a

be

bca

b

y

a

x

• Il segmento che collega un pianeta al Sole descrive

• aree uguali in tempi uguali

costΔt

ΔA

1122

33

44

• Il quadrato del periodo di qualunque pianeta è • proporzionale al cubo della sua distanza media dal

Sole

kT

R2

3

2g

2cc

r

MmGF

rmωmaF

k4π

GM

T

r

GMrT

2π

T

2πω

GMrωrmωr

MmGFF

22

3

32

3222cg

I satelliti di GioveI satelliti di GioveLa misura della velocità della luceLa misura della velocità della luce

GG11

GG22

TT11

TT22

Olaf Romer (1675-1676)Olaf Romer (1675-1676)

225 000 km/s225 000 km/s

PPIOIO = 42h 27m 34s = 42h 27m 34s

Quando la Terra si avvicina a Giove Quando la Terra si avvicina a Giove P < P P < PIOIO

Quando la Terra si allontana da Giove Quando la Terra si allontana da Giove P > P P > PIOIO

km104.5vP 6TorbIO

PPP IOoss

km/s000300ΔP

104.5 c

6

FORMAZIONE DEI PROTOPIANETI

condensazione del gas in particelle solide (grani)

aggregazione di grani di particelle solide fino alla formazionedi planetesimi di dimensioni attorno al chilometro

agglomerazione dei planetesimi in protopianeti

Acquisizione di gas dal mezzo interplanetario e/o produzione di gas da impatti successivi

Formazione dell’atmosfera

ELIMINAZIONE DELLA NUBE RESIDUA

Stella in fase T Tauri (106-107 anni)

Vento stellare con v = 400 - 500 km/s

Il gas e le particelle con diametro inferiore a una decina di centimetri vengono eliminate dal sistema protoplanetario

D = 8 U.A.D = 8 U.A.solesole = 4’ = 4’

D = 56 U.A.D = 56 U.A.solesole = 34’’ = 34’’

D = 200 U.A.D = 200 U.A.solesole = 10’’ = 10’’

D = 1000 U.A.D = 1000 U.A.solesole = 2’’ = 2’’

D = 0.027 A.L.D = 0.027 A.L.solesole = 1’’ = 1’’

D = 0.1 A.L.D = 0.1 A.L.

0.01Ω

Ω1log2.5Δm

Ω

Ω1f

Ω

Ωfff'

f

f'log2.5mm'

sole

giovesole

sole

giovesole

sole

giovesolesolesole

sole

solesolesole

1 392 000 km1 392 000 km

143 000 km143 000 km

Esempio Sole-GioveEsempio Sole-Giove

DDossoss >> D >> DSGSG

0.01R

R

Ω

Ω

D

πRΩ

D

πRΩ

2sole

2giove

sole

giove

2oss

2giove

giove

2oss

2sole

sole

m = 0.03 magm = 0.03 mag

Stella K0Stella K0V=11.8V=11.8 D=500 anni-luceD=500 anni-luce

Pianeta Pianeta 0.75 M 0.75 MJJ – 0.04 U.A. – 3 giorni – 0.04 U.A. – 3 giorni

1 392 000 km1 392 000 km

12 750 km12 750 km

Esempio Sole-TerraEsempio Sole-Terra

DDossoss >> D >> DSGSG

0.0001Ω

Ω1log2.5Δm

0.000084R

R

Ω

Ω

sole

terrasole

2sole

2terra

sole

terra

358 pianeti358 pianeti

Sistema Extrasolare

Sistema Solare

Missione CoRoT (Convection, Rotation and planetary Transits )Missione CoRoT (Convection, Rotation and planetary Transits )

Telescopio di 30 cmOsserverà circa 12 mila stelle alla ricerca di pianeti extrasolari

Lanciato Dic. 2006 previsto 3 anni esteso fino a 31 Marzo 2013

900 km dalla Terra

3 Feb 20093 Feb 2009

COROT ha scoperto il più piccolo pianeta extrasolare.Il pianeta è meno di due volte la dimensione della Terra e orbita attorno a una stella simile al Sole.

Diametro < 2 DT

Orbita 20 ore

Temperatura fra 1000 e 1500 °C.

COROT-Exo-7b COROT-Exo-7b

Missione KEPLER

Lanciato 6 Marzo 2009 Lanciato 6 Marzo 2009 previsti 3.5 anni previsti 3.5 anni estendibile fino a 6 estendibile fino a 6

• Determinare la percentuale di pianeti Determinare la percentuale di pianeti terrestri e più grandi che siano all’interno terrestri e più grandi che siano all’interno o vicino alla zona abitabile di un’ampia o vicino alla zona abitabile di un’ampia varietà di stellevarietà di stelle

• Determinare la distribuzione delle Determinare la distribuzione delle dimensioni e forme delle orbite di questi dimensioni e forme delle orbite di questi pianetipianeti

• Stimare quanti pianeti si trovano in Stimare quanti pianeti si trovano in sistemi stellari multipli sistemi stellari multipli

• Determinare la varietà di dimensione Determinare la varietà di dimensione delle orbite e riflettività, dimensione, delle orbite e riflettività, dimensione, massa e densità di pianeti giganti a massa e densità di pianeti giganti a breve periodo breve periodo

• Determinare le proprietà delle stelle che Determinare le proprietà delle stelle che possiedono un sistema planetariopossiedono un sistema planetario

Telescopio 1.4mTelescopio 1.4mOsserverà 100 mila stelle dalla mag 9 alla 16Osserverà 100 mila stelle dalla mag 9 alla 16