BREVE STORIA DELL'UNIVERSO   di Romano Valli

Nascita del sistema solare

In questi giorni, affrontando una discussione con un amico, su alcune problematiche riguardanti l’universo, mi sono accorto di quanto l’argomento sia quanto mai sconosciuto per molti, infatti al nostro colloquio erano presenti altri amici, ai quali era evidente la non conoscenza dell’argomento. Tutto questo non per disinteresse delle persone, ma perché mancano fonti di informazione semplificata di Astronomia. Per questo motivo mi accingo a suscitare con alcune nozioni di Astrofisica almeno la curiosità della gente,cercando di essere più semplice e di farmi capire il più facilmente possibile. Questi miei articoli hanno l’ambizione almeno di far si che le persone abbiano a leggere libri sull’argomento per capire la storia, di quello che ci circonda fuori dalla nostra terra.

 In questo mio primo articolo vorrei cominciare dal nostro sistema solare, come è nato,quando è nato e come si è formato.

Tutto è cominciato 4,5 miliardi di anni fa da una nube di gas e polveri, questa nube ad un certo punto a cominciato a ruotare, e a causa della forte rotazione, la nube è precipitata formando un disco, al centro del quale si è formato una protostella, il Sole. Con un processo durato qualche centinaia di milioni di anni, si sono poi formati i pianeti, i quali hanno catturato tutta la materia rimasta nella nube.
            

Ma come possono avvenire certi fenomeni? Intanto abbiamo detto in milioni di anni, e poi dobbiamo capire che come si costruisce una casa avendo i materiali occorrenti, per costruire il sistema solare i materiali giusti c’erano, cioè i gas: Idrogeno e in misura minore l’elio(che sono gli elementi più abbondanti nell’universo) i quali si sono concentrati soprattutto nella zona centrale del vortice, creando una sfera rotante sempre più grande e più densa, al punto che l’enorme pressione ha fatto salire la temperatura a 10 milioni di gradi accendendo così una stella ( il Sole). Le polveri invece specie quelle più pesanti, sono andate ad orbitare nelle zone periferiche e piano piano hanno cominciato a aggregarsi tra di loro. Inizialmente questi granelli erano piccolissimi, poi hanno cominciato a unirsi insieme. I granelli e le ghiaie a forza di aggregarsi hanno formato oggetti di dimensioni sempre più grandi, i quali hanno cominciato a esercitare intorno una crescente forza gravitazionale, in modo da catturare tutto ciò che passava nelle vicinanze, in questo modo si sono potuti formare i pianeti in forma sferica, perché la forza di gravità agisce uniformemente in tutti punti.

Ma la terra non era come la vediamo oggi, ma era tutto un ribollire di vulcani, di grandi eruzioni di lava, fuoriuscita dalle sue profondità, in cui ribolliva il magma dovuto alle sue enormi pressioni interne. Non era quindi ancora un pianeta abitabile dall’uomo, questo avverrà solamente dopo qualche miliardo di anni. Sono passati 4,5 miliardi di anni, il sistema solare è ormai pulito e stabilizzato con i suoi 9 pianeti e con le loro lune (una sessantina ) girano tranquillamente su se stessi e attorno al Sole. La nube iniziale di gas e polveri è scomparsa incorporata nei vari corpi celesti. Rimangono anche molte meteoriti e asteroidi, soprattutto nella fascia fra Marte e Giove, ma nell’insieme c’è ora una sensazione di ordine. Al centro domina la grande sfera incandescente del Sole, che ruota anch’essa maestosa su se stessa, trascinando nella sua rotazione tutta l’immensa giostra di pianeti e lune.        

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Il Sole la nostra stella personale

 Nello spazio dove grandi nubi di gas vagano, succede qualcosa di analogo, l’idrogeno contenuto in esse si aggrega continuamente, formando una palla di gas sempre più grande, e più cresce, più la forza di gravità è forte. Come la pompa nella quale la pressione aumentando scalda l’aria all’interno, gli atomi di idrogeno aggregandosi fra loro fanno crescere la temperatura a causa del peso degli atomi che premono dall’esterno e quindi producono una forte pressione, la temperatura comincia a salire:100 gradi, 1000 gradi, 100mila gradi. Se a questo punto si esaurisce la nuvola di gas disponibile la sfera non cresce più. E’ una stella mancata come Giove. Se invece questa palla gassosa continua a crescere e si raggiunge una temperatura di oltre 10milioni di gradi, allora si innescano le reazioni nucleari al suo interno, e la palla di gas si accende, e così nasce una stella. In questo modo è nato il nostro Sole.
                              

 Ma come è  composto, e come esplica le sue funzioni questo astro? Intanto diciamo che il Sole è una sfera di gas, perché a queste temperature tutti i metalli vaporizzano diventando gas. La parte più esterna del Sole è la corona, che noi possiamo vedere solo quando avviene un eclisse totale, allora osserviamo questo spettacolo straordinario che dura solo pochi minuti, vedendo ci si rende conto dell’immensa energia che si sprigiona dal Sole. Le macchie solari, queste furono osservate da Galileo con il suo modestissimo cannocchiale. Le macchie solari sono regioni più fredde della superficie solare solo 4500 gradi rispetto ai 6000 gradi circostanti. Sono dei mulinelli vaganti causati da variazioni di campi magnetici. Le protuberanze, sono delle colonne di fuoco che si innalzano per centinaia di migliaia di chilometri dal mare incandescente, e poi si ripiegano tornando verso la superficie del Sole. La fotosfera, da cui ci perviene la quasi totalità della luce emessa dal Sole. La cromosfera, il secondo involucro. Scendendo all’interno del Sole troviamo la zona convettiva e la zona radioattiva, ed infine la fornace, qui è dove si sviluppano le potenti reazioni nucleari, e dove la temperatura è più alta, oltre 15milioni di gradi. In questa fornace viene prodotta tutta l’energia che viene irradiata nel sistema solare, e che permette la vita sulla terra.

 Ma quando finirà il carburante che alimenta questa fornace ? E cosa succederà? Quando l’idrogeno si esaurirà comincerà una serie di reazioni sempre più complesse, la parte centrale del Sole crollerà su se stessa, mentre la parte esterna si gonfierà come un pallone. Il Sole diventerà una gigante rossa e comincerà ad espandersi verso i pianeti più vicini. Una nuvola rovente di oltre 5000 gradi investirà: Mercurio, Venere, e la Terra, bruciando tutto quello che incontrerà sulla sua strada. Vaporizzerà: gli oceani, le foreste, le città. Anche le rocce fonderanno e il nostro pianeta tornerà ad essere una nuda palla cosmica.

 Ma non preoccupatevi troppo, questo evento succederà fra 4miliardi di anni circa, nel frattempo i nostri discendenti avranno trovato il modo di andarsene prima della fine. 

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Due pianeti molto caldi

 Dopo aver descritto la nostra stella personale: il Sole, iniziamo ad esplorare i pianeti che gli orbitano intorno. Da questo numero inizieremo con i due pianeti più interni, quelli più vicini al Sole: Mercurio e Venere, poi proseguiremo con i rimanenti.

Mercurio “Il guardiano del Sole” Dista dal Sole 58milioni di Km. Gira intorno al Sole in 88 giorni terrestri (cioè il suo anno dura solo 88 giorni) e gira sul proprio asse in 59 giorni e questa è la lunga giornata mercuriana. Mercurio è il fratellino più piccolo della Terra, ha un diametro di 5000 Km, quando è illuminato dal Sole ha una temperatura che raggiunge + 480° C , mentre durante la notte scende a 200° C sotto lo zero, quindi è il pianeta con la più grande escursione termica di tutti gli altri pianeti del sistema solare. Mercurio per molti aspetti è molto simile alla nostra Luna: infatti non ha atmosfera ed è coperto da crateri dal diametro di 800 m sino a 120 Km. Il pianeta è proprio inospitale; pensate che la temperatura del giorno potrebbe liquefare il piombo, mentre quella della notte dal momento che si avvicina allo zero assoluto, potrebbe congelare sull’istante qualsiasi forma di vita umana o animale. Inoltre la forte radiazione solare fa si che la sua superficie sia continuamente bombardata da pericolose radiazioni ultraviolette e da raggi X, ciò rende Mercurio uno dei membri più inospitali della famiglia dei pianeti del Sole.

Venere “Il pianeta più luminoso” Dista dal Sole 108milioni di Km. Gira intorno al Sole in 224 giorni ( cioè il suo anno dura 224 giorni) e gira sul proprio asse in 243 giorni in senso contrario a quello della Terra e di tutti gli altri pianeti del sistema solare. Tant’è che se noi andassimo su Venere vedremmo il Sole sorgere da ovest e tramontare a est. Il suo diametro è di poco inferiore a quello della Terra:12.102 Km all’equatore. Dal 10 Gennaio del 1969 le prime sonde partite dall’Unione Sovietica e successivamente quelle Americane Mariner 2-5-10 ci informano sulla costituzione del pianeta, gli strumenti di bordo hanno rivelato dati molto interessanti: la temperatura è di circa + 500° C, indizi di profondi avvallamenti e di rilievi elevati. L’atmosfera contiene anidride carbonica, azoto, leggere tracce di ossigeno e goccioline di acido solforico che cadono a pioggia sulla superficie venusiana. La presenza di venti estremamente violenti (360-400 Km) rende difficilissimo la discesa al suolo di qualsiasi oggetto anche pesante come una sonda. La pressione su Venere è circa 90 volte superiore a quella terrestre ( questo tipo di pressione si ritrova negli abissi marini ad una profondità di 1 Km) a causa della grande densità dell’atmosfera, quindi il pianeta subisce un forte effetto serra, infatti le radiazioni solari sono intrappolate dall’atmosfera e il pianeta resta surriscaldato. Per finire quindi anche Venere non ha la possibilità di ospitare il genere umano.   

La Terra dista dal Sole 150 milioni di Km. Gira intorno al Sole in 365 giorni e gira sul proprio asse in 23 ore e 56 minuti. Più che a una palla la Terra assomiglia ad un’arancia dato che è schiacciata ai poli, la massima circonferenza del nostro globo è misurata dall’equatore 40.000 Km. La Terra per comodità è immaginata divisa da cerchi: Equatore, Meridiani, Paralleli, questi segni che dividono la Terra servono a individuare le coordinate terrestri e quindi ad indicare la posizione di una città, di una montagna, o di una nave sul mare. La Terra è attraversata da una retta immaginaria che congiunge polo nord con il polo sud, si chiama asse terrestre, che prolungata verso il cielo, incontra la Stella Polare la quale dista dalla terra 600 anni luce. La Terra gira intorno al Sole  in 365 giorni: questo periodo si chiama anno. L’asse terrestre non è perpendicolare al piano dell’orbita, per capire meglio, immaginiamo che l’orbita della terra intorno al Sole sia un piano, tale piano si chiama piano dell’eclittica. Se l’asse terrestre fosse perpendicolare ad esso si avrebbe sempre la primavera, (vi confesso che a me piacerebbe molto) invece essa è inclinata di 23° rispetto al piano dell’eclittica ed è questa inclinazione la causa delle stagioni.

In quanto alla vita sul nostro pianeta, dopo i primi organismi mono cellulari: quali batteri e alghe compaiono i molluschi, i crostacei e i pesci. Dopo altri milioni di anni la Terra si riveste di piante  erbacee e arbusti, 250 milioni di anni fa compaiono i rettili e gli uccelli, dopo altri 25 milioni di anni entrano in scena i dinosauri che si estinguono dopo circa  150 milioni di anni. Finalmente circa 2 milioni di anni fa compare il primo “Homo abilis” .

Ma la vita è limitata solo alla terra? Sembra proprio che fra i nove pianeti del sistema solare, la terra sia l’unica ad ospitare la vita, proprio in virtù della sue prerogative che la rendono unica: l’atmosfera, la giusta distanza dal sole, l’acqua ecc…

Speriamo che il miracolo fatto dalla natura in miliardi di anni non venga irrimediabilmente sciupato dall’uomo in poco tempo.

La Luna dista dalla Terra 384.000 km. Gira intorno alla Terra in un periodo di circa 29 giorni. Ruota sul proprio asse in 29 giorni, cosicchè volge sempre la medesima faccia verso la Terra. La Luna ha una forza di gravità molto inferiore a quella della Terra, pensate che un uomo che sulla Terra pesa 75 kg sulla Luna ne pesa solo 12. Il nostro satellite ha montagne altissime alcune più alte del monte Everest come i monti Leibnitz (altitudine 9000 mt), enormi pianure, grandi crateri come Clavius (che ha un diametro di 200 km), la formazione di questi crateri dipende dall’impatto sul suolo lunare di meteoriti grandi e piccoli che specialmente tanto tempo fa vagavano ancora numerosi nello spazio. La Luna presenta grandi variazioni di temperatura, nella parte illuminata si arriva a +100° C mentre nella faccia all’ombra si scende a –150° C, inoltre manca del tutto l’acqua, sembra che la sonda americana “Clementine” lanciata nel 1994 abbia trovato del ghiaccio sul fondo dei crateri polari dove non batte mai il sole.
Infine sembra che per un complesso gioco gravitazionale, la Luna si allontani di 3 cm l’anno dalla Terra. Che tristezza quando tra molti anni i nostri posteri non la vedranno più.

Il pianeta rosso "Marte" e il "pianeta mancante"

Marte dista dal Sole 228 milioni di Km. Gira intorno al Sole in 687 giorni e gira sul proprio asse in 24 ore e 35 minuti. La temperatura media è di meno 25°, l’atmosfera è molto rarefatta ed è costituita principalmente da anidride carbonica. Anche Marte rispetto al piano dell’eclittica ha un asse inclinato di 24° quindi un grado in più dell’inclinazione dell’asse terrestre, ma questa piccola differenza fa si che le stagioni su Marte: il caldo e il freddo,la mitezza e la forza delle stagioni, siano molto differenti da quelle sulla Terra, questo, non tanto per la piccola differenza dell’inclinazione dell’asse, ma quanto per la costituzione dell’atmosfera che circonda il pianeta. L’interesse per il pianeta rosso cominciò ad aumentare a causa degli studi che  l’astronomo Schiapparelli fece nel 1877. L’astronomo vide una dispersione regolare di linee scure sulla superficie del pianeta e da lui furono chiamati canali. Dopo di lui un altro astronomo: Lowel registrò e disegnò centinaia di canali. La convinzione fu che essi servivano per un sistema di irrigazione costruito dagli abitanti del pianeta, per alleviare alle sue carenze d’acqua. Invece si scoprì in seguito che questi canali non erano altro che fratture della crosta del pianeta, e gole profonde. Naturalmente non si potè arrivare a questa conclusione perché gli strumenti usati a quell’epoca non erano perfetti e non consentivano di distinguere chiaramente la natura di questi segni, come i moderni telescopi. Negli anni settanta le sonde Mariner mostrarono dettagli del pianeta con molta precisione, negli anni ottanta le sonde Viching scesero su Marte fotografando e analizzando la superficie del pianeta. Le sonde inviate verso Marte hanno scoperto inoltre crateri enormi: come il monte Olimpus che ha un diametro di 60 Km ed alto oltre 24 Km, enormi canyon profondi fino a 7 Km e lunghi più di 10Km. Infine quello che pare certo è che su Marte non esiste traccia di alcuna forma di vita.

Il pianeta mancante. Nello spazio fra Marte e Giove esiste una vasta regione occupata da corpi solidi vaganti in orbita intorno al Sole, questo affollamento in orbita è costituito da pianetini chiamati anche Asteroidi. Ma torniamo al titolo di questo articolo “Il pianeta mancante” perché questa affermazione? Alla fine del 1700 gli astronomi Titius e Bode, mediante dei calcoli di un rapporto numerico sulle distanze dei pianeti dal Sole, formularono una teoria che consisteva nel dare una numerazione partendo da zero e attribuendo un numero multiplo ad ogni pianeta,  arrivarono alla conclusione che il rapporto numerico trovato, sommando la cifra di 4 per ciascun numero, doveva  dare una corrispondenza a ciascun pianeta. La teoria era giusta, ma com’è, che ad un certo numero (28) fra i pianeti Marte e Giove non  esisteva nessun pianeta? Fu l’astronomo Piazzi a dare la prima risposta al quesito, scoprendo un piccolo pianetino a cui dette nome Cerere esso ha un diametro di 900 Km. Dopo Cerere vennero trovati altri pianetini orbitanti fra Marte e Giove, nel 1802 venne creato il nome “Asteroide” per identificarli. Ora se ne conoscono a migliaia, ma solo 33 superano i 20 Km, questa zona intermedia viene chiamata “Fascia degli Asteroidi”.Per concludere, su questa fascia secondo le teorie di Titius e Bode doveva esserci un pianeta che probabilmente non si è formato a causa della forza di gravità di Giove, che non ha permesso l’aggregazione del materiale per formare il pianeta che non cè.  

Le viaggiatrici nello spazio (Le Comete)

La polvere cosmica (Le Meteore)

Una delle più sorprendenti visioni nel cielo notturno è una grande cometa, dalla chioma brillante e dalla lunga coda incandescente. La comparsa di questo “baffo” di luce nel cielo, infatti, spesso suscitava paure e oscuri presagi. Anche perché non si riusciva a capire cosa fossero questi strani oggetti luminosi. La coda delle comete può addirittura raggiungere centinaia di milioni di chilometri, ma essendo molto evanescente, il materiale di cui è composta potrebbe stare tutto in una normale valigia. Ma come sono fatte e da dove vengono questi strani oggetti vaganti ? Intanto bisogna dire che a noi appaiono molto più luminose delle stelle più brillanti, invece la sua superficie è quasi nera. In pratica sono composte da acqua gelata, fuliggine, granelli di sabbia e ghiaia.”Palle di neve sporca” come le definì un famoso astronomo, Fred Whipple. All’atmosfera di gas che si forma intorno al nucleo è dovuta la loro luminosità, e quando si avvicinano al Sole, parte del ghiaccio evapora. La sua coda che si accende nelle vicinanze del  Sole è formata da gas e polveri e viene spinta dal vento solare in direzione opposta al Sole. Il primo a supporre che le comete compiono un orbita intorno al sole e ripassino soltanto a distanza di molti anni vicino alla Terra, fu l’astronomo Halley (1656-1742), il quale si ricordò di una cometa che aveva osservato pochi anni prima, cercò di rintracciare nella storia dei secoli precedenti qualche traccia sulla comparsa di un oggetto analogo. Infatti Halley identificò una cometa ( della quale calcolò l’orbita) che si ripresentava ogni 76 anni circa, se l’ipotesi che aveva elaborato era giusta, la cometa doveva ricomparire nel 1758. Benchè sia morto all’età di 86 anni , Halley non potè vedere il ritorno della cometa , ma la videro gli astronomi nei periodi successivi, e in omaggio al suo scopritore gli diedero il nome di “ Cometa di Halley”. Ma rispondiamo alla seconda domanda: da dove vengono questi strani oggetti celesti. Oggi è accettata l’esistenza di nubi di frammenti composti da materiali come: ghiaccio, ghiaia e polveri, orbitanti intorno al Sole, che se disturbati dal loro stato cominciano a muoversi attirati dalla forza di gravita del Sole e allora comincia il loro lunghissimo viaggio nel quale diverranno comete quando si avvicineranno al Sole. Queste nubi sono identificate come: la fascia di Kuiper che è distante dal Sole da 6 a 24 ore luce e  la nube di Oort con una distanza da 6 a 18 mesi luce, queste distanze ci possono sembrare enormi ma pensiamo che la stella più vicina al nostro sistema solare: Proxima Centauri è a una distanza dalla terra di 4,5 anni luce e come ho detto è la stella più vicina a noi, immaginatevi quando si parla di distanze interstellari di milioni o miliardi di anni luce.

Le Meteore: Le “Stelle cadenti” note a tutti i popoli sin dall’antichità, non sono vere stelle ma meteore. La maggior parte di questi oggetti consiste di piccoli pezzi dispersi da una cometa. Infatti orbitando intorno al Sole, una cometa emette gas e polvere e lascia una traccia di materiali lungo il suo percorso orbitale. Per fortuna ben raramente le comete hanno delle collisioni con il nostro pianeta, ma la Terra periodicamente attraversa le loro orbite. Quando questo accade, la scia di polveri  di rocce e i detriti più grandi, penetrano per la forza di gravità nell’atmosfera terrestre, dove bruciano a causa dell’attrito con le molecole dell’aria. Questi piccoli detriti entrano nell’atmosfera della Terra a una velocità che varia da gli 11 ai 74 Km /s. La maggior parte delle meteore vengono completamente bruciate nell’atmosfera terrestre, ma talvolta la combustione è incompleta e una massa rocciosa può cadere al suolo come è statisticamente provato dai  reperti che nel tempo si sono ritrovati. I periodi che gli sciami di meteore piovono sulla Terra prendono il nome dalle costellazioni da cui sembrano provenire, ad esempio ci sono le Perseidi con il loro radiante in Perseo e cadono in Agosto, le Leonidi con il radiante del Leone, queste cadono in Novembre, e così via. Attenzione i radianti sono solo effetti ottici di prospettiva e indicano semplicemente la direzione del cielo da cui le meteore sembrano provenire. Per concludere quando nella notte di S. Lorenzo guardiamo il cielo e vediamo queste scie luminose, esprimiamo pure un desiderio come la tradizione impone, ma per carità non pensiamo che il firmamento ci piova addosso.

I Giganti gassosi (Giove e Saturno)

Saturno - Dista dal Sole 1427 milioni di Km. Gira intorno al Sole in 29 anni e 167 giorni terrestri . Gira sul proprio asse in circa 10 ore e 15 minuti, questa veloce rotazione fa si che il pianeta sia molto appiattito ai poli , addirittura più di Giove. In questo pianeta la terra ci potrebbe stare ben 700 volte. La sua  densità è molto bassa, minore di quella dell’acqua . La sua temperatura è di circa –160° C. Saturno è l’ultimo pianeta visibile ad occhio nudo dalla Terra. Sulla sua superficie infuriano venti fortissimi quattro volte più forti che su Giove. La velocità dei venti varia a secondo della latitudine: all’equatore è addirittura 1800 Km l’ora, se una città venisse investita da questi venti verrebbe rapidamente distrutta con tutti suoi abitanti . La sua atmosfera è costituita da gas: soprattutto da idrogeno, elio, ammoniaca e metano. Sotto questa atmosfera si trova una superficie di idrogeno liquido e più sotto un nucleo roccioso grande una quindicina di volte la Terra. Ma la grande attrattiva di questo pianeta sono gli anelli che lo circondano. Il primo a vedere gli anelli su Saturno fu Galileo nel 1610, ma con il suo primitivo cannocchiale non riuscì bene a distinguerli, infatti gli descrisse come “orecchietti” ai lati del pianeta. In seguito altri astronomi con mezzi superiori riuscirono a distinguerli meglio e ne stabilirono il numero di 7. Anche Saturno ha le sue lune e in numero maggiore di tutti gli altri pianeti (una trentina), la più grande di queste lune: è Titano con un diametro di 5100 Km e sicuramente è il satellite che desta il maggiore interesse negli scienziati. Poco più grande del pianeta Mercurio, sembra che abbia una sua atmosfera la quale sicuramente sarà composta da gas velenosi per l’uomo. Così Titano manterrà il suo segreto fino al 2004, quando la navicella Cassini vi farà atterrare una sonda e quindi faremo la conoscenza  di questo piccolo e interessante satellite di Saturno.  
 
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Urano- Urano dista dal Sole 2.870 Km. Gira intorno al Sole in circa 84 anni terrestri. Gira sul proprio asse in 10 ore e 50 minuti. Per questa veloce rotazione sul proprio asse Urano è notevolmente appiattito ai poli proprio come Giove e Saturno. L’asse di rotazione è quasi adagiata sul piano dell’orbita (a meno di 8°), la caratteristica unica di Urano è che questo pianeta rotola come una palla lungo la sua orbita. Attualmente il polo sud è rivolto verso il Sole per cui questa parte del pianeta riceve più calore della zona equatoriale. L’atmosfera di questo pianeta come tutti i pianeti gassosi è dovuta a nebbie di metano, il nucleo è probabilmente un miscuglio di rocce immerso in un fluido di metano, acqua e ammoniaca. Urano ha 5 lune principali, formate da rocce, ghiaccio, con molti crateri e da grandi canyon. I nomi di queste lune sono presi da opere letterarie celebri: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania e Oberon. La luna più vicina a Urano è Miranda, il diametro di questo satellite è di soli 500 Km, la sua superficie è formata da una crosta gelata, pensate che la sua temperatura è di – 190° C ed è frastagliata da lunghi solchi che fanno pensare che questo satellite si sia spezzato per poi ricongiungersi. A proposito del suo nome, il suo scopritore William Herschel voleva chiamarlo Giorgio in onore del re di Inghilterra, ma poi prevalse la scelta di un nome mitologico per avere una certa continuità con i nomi degli altri pianeti, infatti Urano è il padre di Saturno e il nonno di Giove.
Nettuno- Nettuno dista dal Sole 4.494 milioni di Km. Gira intorno al Sole in 165 anni terrestri, gira sul proprio asse in circa 16 ore per questo è molto meno schiacciato degli altri pianeti (Giove, Saturno, Urano). Su Nettuno predominano temperature ancora più basse – 230°C, pensate che ad arrivare allo zero assoluto mancano solo 43° infatti al di sotto dei 273°C non si può arrivare perché fisicamente è impossibile , dovete sapere che è molto facile arrivare a delle temperature altissime come milioni di gradi (Interno delle stelle) col movimento delle molecole, che vibrando più o meno fanno salire o scendere la temperatura , viceversa quando le molecole rallentano molto la loro vibrazione, la temperatura scende, al punto che a –273°C le molecole si fermano e più oltre non si può andare e questo è lo zero assoluto. Ma torniamo al nostro pianeta , Nettuno ha una grande macchia tempestosa in superficie che è grande quasi tre volte la Terra, pensate che il vento di questo uragano supera i 2000 Km orari . Ma questa non è la sola cosa strana di questo pianeta, infatti non si capisce come mai butti fuori da questo uragano una fonte di calore, forse ha una caldaia interna che è probabilmente il motore di questa tempesta in superficie. Nettuno ha due lune: Tritone e Nereide, la prima ha un diametro di 5000 Km l’altra è assai più piccola, ma tutte e due molto fredde con temperature basse che raggiungono i -220° C.
Plutone- Plutone dista dal Sole 5.900 milioni di Km. Gira intorno al Sole in 428 anni terrestri, gira sul proprio asse in 6 giorni e 4 ore. Il diametro di questo pianeta che è il più piccolo del sistema solare è di 2300 Km all’equatore. Scoperto nel 1930 da Clyde Tombaugh, Plutone anche nei telescopi più potenti appare come un minuscolo puntino luminoso, è talmente lontano che la luce del Sole è un millesimo di quella che riceviamo noi. Anche su questo pianeta dimora un freddo intenso 220° C sotto lo zero. Lo coprono ghiacciai di metano e attorno a questo pianeta è stata scoperta una sottile atmosfera forse evaporazione di metano, infatti siccome l’orbita di questo pianeta è molto disassata rispetto all’orbita degli altri pianeti ed è  molto ellittica, ad un certo punto Plutone riesce a passare più vicino al Sole di Nettuno.Anche Plutone ha una sua luna che si chiama Caronte, anche esso è coperto di ghiacco d’acqua dal momento che questo satellite è troppo piccolo per aver conservato del metano. Siamo infine giunti ai confini del sistema solare, altre esplorazioni ci attendono al di fuori di esso, rimanete con noi, ne parleremo ancora nelle prossime uscite del giornalino.

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Abbiamo lasciato alle nostre spalle il nostro sistema solare e stiamo viaggiando verso la stella più vicina, che è ben visibile anche ad occhio nudo dalla Terra, è Alfa centauri, la quale è una stella multipla, cioè un sistema formato da più stelle. La più vicina è Proxima Centauri, la distanza da questa stella anche se si tratta come abbiamo detto la più vicina, è di 4,3 anni luce, il che vuol dire che la sua luce viaggiando a 300 mila chilometri al secondo impiega più di quattro anni ad arrivare fino a noi. Per avere un idea della distanza che ci separa da questa stella riduciamo le dimensioni in proporzione, facciamo finta che la Terra sia una pallina di 1 centimetro di diametro, la Luna si troverebbe a trenta centimetri, invece Alfa Centauri si troverebbe a 40 mila chilometri. Questa è la stella più vicina, immaginate tante altre che si trovano 100, 1000, 10mila, 30mila volte più distanti! Ma andiamo ancora avanti, vediamo che da tutte le parti ci sono tantissime stelle, in certi  punti ci sono più addensamenti, ne vediamo migliaia, milioni eppure siamo solo all’interno della Via Lattea (questo è il nome della nostra Galassia) le stelle che vediamo in essa  sono solo una parte infinitesimale  dell’Universo. Vi ricordate che la velocità della luce è di 300mila chilometri al secondo, ebbene se noi potessimo viaggiare aggrappati ad un raggio di luce, a quella velocità dentro alla nostra galassia impiegheremmo 100mila anni ad attraversarla diametralmente, infatti le dimensioni della Via Lattea sono di 100mila anni luce. In effetti queste cifre fanno venire il capogiro, ma ripeto siamo solo dentro alla nostra Galassia, quando varcheremo i confini di questa città di stelle le misure saranno  ben altre ve ne accorgerete. Ma rimaniamo ancora dentro questa isola, le stelle che noi vediamo in essa che numero saranno? Ebbene sono state calcolate in via teorica la bellezza di 200miliardi di stelle che la popolano. Tutte queste stelle sono tenute insieme in questa isola galattica , dalla forza di gravità la quale è maggiore quanto più ci avviciniamo al centro, nel quale sembra che ci sia attivo un enorme buco nero che divora continuamente gas, polveri e stelle vecchie. A causa di ciò si ha l’emissione di radiazioni ad alta energia da parte di questi materiali mentre cadono nel buco nero.
Ma vediamo la forma della nostra Galassia , abbiamo detto che ha la forma di una spirale, con dei bracci i quali formano delle lunghe scie , la densità maggiore di stelle è al centro e via via si dirada verso l’esterno, a tre quinti della distanza tra centro e bordo c’è il nostro sistema solare, ed ora guardiamola dal di fuori e di  profilo, essa può essere paragonata ad un uovo fritto, il centro è una sfera schiacciata di stelle , mentre molte altre stelle sono situate in un disco sottile che lo circonda (proprio come nell’uovo fritto, dove abbiamo il tuorlo al centro bello rotondo ed il bianco più piatto che lo circonda). Inoltre la galassia ruota in circa 220milioni di anni e con essa il nostro Sole e la nostra piccolissima Terra, ma oltre a ruotare intorno al proprio centro essa divora lo spazio alla velocità di 300 chilometri al secondo. In conclusione abbiamo visto che le distanze alle quali siamo abituati nel nostro sistema solare sono un inezia, quando si parla di distanze nella nostra galassia, e queste ultime sono poca cosa quando parleremo dell’Universo più in generale, dove le distanze saranno quasi infinite e il numero delle galassie diverrà enorme, infatti su alcuni manuali di Astronomia si asserisce che nell’Universo si possono vedere almeno 10miliardi di galassie, ognuna delle quali contiene in media 100miliardi di stelle. Per il momento soffermiamoci e riflettiamo su quanto sopra detto, avremo modo di riparlarne ancora nelle prossime puntate di questa affascinante materia. 

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In viaggio nello spazio extragalattico


 Nel precedente capitolo ci siamo lasciati mentre viaggiavamo col pensiero nella nostra galassia  (la Via Lattea). Ci muoviamo a grande velocità tra le stelle, la visione di tutto questo è meravigliosa, sembra di stare nel mezzo di un grande tappeto di velluto blu tempestato di diamanti. Ed ecco che siamo usciti dalla nostra galassia, siamo nel vuoto più assoluto e desolato, ci siamo lasciati alle spalle la città delle stelle (la Via Lattea) vediamo in lontananza ancora tante luci che a noi paiono stelle, ma non facciamoci ingannare, queste non sono stelle ma sono galassie, ne vediamo migliaia , milioni e per ciascuna di esse pensiamo che ci saranno in media nel suo interno decine o centinaia di miliardi di stelle.Uno dei vicini più prossimi della Galassia è la Grande Nube di Magellano, una galassia alquanto piccola, distante 170mila anni luce, vicino ad essa la Piccola Nube di Magellano, una galassia più piccola con stelle più giovani che nell’altra, ad una distanza di 200mila anni luce da noi. Ci stiamo avvicinando con grande rapidità ad un’altra galassia che sembra poco più lontana delle due Nubi di Magellano: è la galassia di Andromeda simile alla nostra Via Lattea, ed è quella più visibile ad occhio nudo dalla Terra: dista “solo” 2 milioni di anni luce! Ricordiamoci che la luce viaggia a 300mila Km al secondo, quindi la luce che parte da Andromeda impiega 2milioni di anni per arrivare fino a noi, e la luce che noi vediamo in questo momento dalla Terra è la luce che è partita ben 2miloni di anni fa. La forma di Andromeda è a spirale, i bracci esterni sono allungati, questo vuol dire che c’è una rotazione da parte di essa. Abbiamo detto che Andromeda è simile alla nostra galassia, quindi è come se noi ci specchiassimo in essa. La differenza è che Andromeda è tre volte più grande della Via Lattea e quindi si pensa che contenga circa 300miliardi di stelle di vario tipo e grandezza (la nostra ne contiene “solo” 100miliardi). Le galassie sono di varie forme: a spirale, ellittiche, barrate, a disco e di varie forme irregolari. Abbiamo affermato che nell’Universo tutto è in movimento, quindi esiste anche la possibilità di qualche incidente stradale nel cosmo. Infatti ci sono molte possibilità di collisioni fra le galassie, questi eventi sono colossali e prevedono immensi sconvolgimenti durante queste collisioni, dipende anche se la collisione è periferica o frontale, nel primo caso si ha la perdita di alcune stelle periferiche che vengono risucchiate da titanici campi gravitazionali. Nel secondo caso le conseguenze sono molto più gravi, se le due galassie sono a spirale , i loro dischi gassosi vengono scaraventati nello spazio dalla violenza dell’urto. Le due galassie si fondono per formarne una più massiccia e luminosa che ormai priva di materia gassosa si trasforma in una galassia ellittica. Questo è il destino della Via Lattea : Andromeda la urterà tra 3,7 miliardi di anni. Fortunatamente non assisteremo a questo titanico evento che facciamo fatica appena ad immaginare. L’Universo ha anche una sua struttura, le galassie si raggruppano in comunità. La Via Lattea fa parte del “gruppo locale”, che comprende anche la galassia di Andromeda e una quindicina di galassie nane, tra cui le due Nubi di Magellano. Questi gruppi di galassie si estendono su una distanza di 13 milioni di anni luce, e contengono migliaia di miliardi di soli. Ma facciamo alcune proporzioni in modo da poter capire le dimensioni di questi gruppi. Le galassie sono le case del cosmo, i gruppi equivalgono ai paesi. Vengono poi le città cioè gli ammassi di galassie chiamati Cluster e sono diverse migliaia, si estendono circa 60 milioni di anni luce e contengono varie centinaia di migliaia di miliardi di soli. Gli ammassi si raggruppano a sua volta in entità più grandi, i superammassi. Si estendono per centinaia di migliaia di milioni di anni luce e ospitano milioni di miliardi di soli. Anche il nostro gruppo locale fa parte
del superammasso locale centrato attorno all’ammasso della Vergine, la quale sta precipitando insieme ai superammassi del Centauro e dell’Idra verso il “Grande Attrattore”. Per il momento fermiamoci a questo punto per riflettere su queste proporzioni fino ad ora osservate, che ci fanno capire quanto sono immense queste strutture e quanto ancora la scienza dovrà lavorare per  scoprire i confini estremi dell’Universo.

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Esistono altri sistemi solari?


La possibilità che esistano altre stelle con sistemi solari planetari in formazione o già formati, ha interessato e incuriosito gran parte dell’opinione pubblica. I dibattiti sulla loro esistenza sono stati influenzati dalla formazione del nostro sistema solare. Prove della possibile esistenza di altri sistemi planetari sono stati forniti da studi su osservazioni della stella di Barnard, questa quando attraversa il cielo “oscilla”. Questa oscillazione è quella che ci si potrebbe aspettare se la stella fosse nell’orbita di due pianeti della grandezza all’incirca di Giove. La stella di Barnard non è un caso isolato, un'altra stella vicina, detta “Epsilon Eridani” si comporta in un modo analogo alla Barnard. Come abbiamo detto l’oscillazione nel moto della stella di Barnard fa pensare alla presenza di compagne invisibili le quali per via della loro forza di gravità influiscono sulla traiettoria della stella. Del resto anche il nostro Sole risente in minima parte dell’influenza dei pianeti, che gli orbitano intorno, per cui si sposta impercettibilmente dal suo baricentro. Naturalmente non tutti gli astronomi sono concordi nell’affermare che deviazioni da una traiettoria rettilinea nello spazio siano reali e che siano causati da pianeti orbitanti attorno alla stella.


 Naturalmente questi dubbi possono essere legittimi dal momento che questi supposti pianeti non si vedono dato la grande distanza che ci separa e della scarsa luminosità che loro riflettono. Mentre la stella si vede perché ha una luminosità propria, addirittura la stella Vega (Alfa Lyrae), è una stella bianca con una luminosità 60 volte quella del Sole, gli eventuali pianeti orbitanti non essendo dotati di luminosità propria, ma di luminosità riflessa non riescono a splendere come la stella, quindi non potranno mai essere visti, neppure con i più potenti telescopi immessi nello spazio (Hubble). Quindi è logico che ci dovremo per il momento accontentare di queste manifestazioni del comportamento di queste stelle.

 Un altro fenomeno che è stato osservato negli ultimi anni è quello dei sistemi solari in via di formazione , infatti esiste tuttavia, un’altro gruppo di corpi celesti che probabilmente possiedono sistemi solari in via di formazione. Si tratta delle stelle T Tauri , che prendono il nome da un esempio tipico individuato nella costellazione del Toro. Sono stelle giovanissime con pochi milioni di anni di esistenza, che si avvicinano allo stadio della sequenza principale dei loro cicli di vita, variando perciò irregolarmente in luminosità. Queste stelle che come abbiamo detto sono giovanissime, anche se hanno sulle spalle milioni di anni  (ricordiamoci che la vita media di una stella come il nostro Sole è di 10miliardi di anni) hanno delle radiazioni su varie lunghezze d’onda , quindi sembra che siano circondate da dischi piuttosto piatti di materiale, con masse simili al nostro sistema solare. La prova di tutto questo è stata avvallata dalle osservazioni del satellite IRAS il quale ci ha mostrato tramite la lunghezza d’onda sull’infrarosso: la stella Beta Pictoris, lontana solo 78 anni luce, la quale sul margine ha un disco di gas e polveri distante dalla stella 100miliardi di Km, inoltre la sua luce è bloccata da una maschera nera al centro, segno evidente di concentrazioni di polveri e quindi di pianeti in formazione . In conclusione fra i sistemi solari già formati e quelli in formazione potrebbe darsi che alla fine potremmo non essere soli nell’Universo. Consideriamo il fatto che non è detto che sui pianeti nei lontani sistemi solari ci sia la vita come noi la intendiamo, ma ci potrebbe essere uno stato primitivo di vita consistente in batteri, o addirittura più sviluppato della nostra civiltà. Ma questo date le enormi distanze (forse) non si potrà mai sapere. 
 
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Le nebulose sono specie di fiocchi di nebbia biancastra luminosa, sono fatte di polveri e gas in grande abbondanza, la materia di cui sono formate costituisce materiale per la nascita delle stelle, infatti molto spesso vengono chiamate le culle delle stelle. La nebulosa di Orione è molto spettacolare perché è un insieme di nubi luminose e oscure, la più celebre nebulosa oscura è la “Testa di cavallo”, così chiamata per la sua forma caratteristica. Una nebulosa che sia sufficientemente densa è destinata a formare stelle. Inizia così a contrarsi e nelle zone di maggiore concentrazione cominciano a formarsi dei globuli detti di “Bok”. Il collasso dei gas scalda i nuclei dei globuli formando protostelle. Queste diventano vere stelle quando hanno inizio le reazioni nucleari. Ma torniamo alla fase iniziale della nascita della stella, con il tempo la situazione del nucleo della protostella si fa critica, le enormi pressioni nel nucleo fanno aumentare la densità di miliardi di volte, la temperatura supera i dieci milioni di gradi iniziano così le reazioni nucleari. I nuclei di idrogeno compressi gli uni contro gli altri si fondono formando nuclei di elio, la protostella diviene una vera stella. Con la sua luce e il suo calore la stella neonata scaglia lontano le nubi di gas e polveri, rendendosi visibile con il suo splendore.
I cicli vitali delle stelle sono determinati da reazioni nucleari e dal colore della stella stessa. Le stelle di colore azzurro hanno temperature altissime, anche di 25mila gradi e sono stelle giovani, le gialle come il nostro Sole hanno temperature di 6000 gradi, le stelle rosse invece hanno temperature inferiori ai 3500gradi. La durata della vita di una stella dipende dalla massa e dalla posizione della sequenza, infatti quando la stella si stabilizza si dice che è entrata nella sequenza principale, tale stato ha una durata dovuta  alla massa della stella, una nana rossa poco luminosa si evolve così lentamente che occorrono 200miliardi di anni prima che lasci la sequenza principale ed inizi la sua fine, il nostro Sole ne esce in 10miliardi di anni. Mentre per una stella di massa pari a 5 volte quella del Sole basteranno circa 70 milioni di anni.
 La fine di alcune stelle è drammatica, polverizzate da esplosioni apocalittiche . Altre invece scompaiono tranquillamente alla vista.Quali fattori determinano una morte piuttosto che l’altra? La stella lascia la sequenza principale quando è invecchiata cioè quando ha finito la sua scorta di idrogeno e incomincia a bruciare l’elio,inizia così a gonfiarsi, diventando una gigante rossa, se è di massa più grande una supergigante. Con il tempo inizia a scagliare nello spazio gli strati più esterni, è il segno della fine imminente. A questo punto l’involucro esterno della stella è già stato espulso nello spazio, rimane esposto il nucleo caldo che splende di luce bianca. La contrazione della materia per effetto della fortissima forza di gravità ha raggiunto una densità tale che il suo peso è di circa 1 tonnellata per centimetro cubo. Questo vale per qualsiasi stella di massa fino al 40% superiore a quella del Sole. Se la stella lo supera, la temperatura raggiunta nel nucleo  sarà più elevata e quindi ci sarà un nuovo collasso che porterà il nucleo ad una contrazione ancora più forte della precedente, e quindi si formerà una stella di neutroni, la cui materia avrà una densità in cui una cucchiaiata di questa materia peserebbe un miliardo di tonnellate. Ma non è finita, se la stella ha una massa superiore a cinque volte la massa solare, la forza di gravità sarà talm