lunedì 10 agosto 2015

2015: l'anno del contatto con Plutone - e una panoramica del Sistema Solare




Visto che questi sono proprio i giorni della grande notizia del contatto della sonda New Horizons con il pianeta nano Plutone, e delle foto che cominciano ad arrivare, credo sia il momento giusto per dedicare un post ai Pianeti del nostro Sistema Solare, una panoramica senza però entrare nel dettaglio di ogni singolo pianeta, cosa che farò più avanti.

Nel post Le Fasce di Asteroidi del Sistema Solare ho già presentato una breve introduzione sui Pianeti, le loro grandezze, dimensioni e posizioni intorno alla nostra stella. Riassumo e integro quindi quella parte, che vi suggerisco di andare a vedere (se non siete già esperti sul tema), con una descrizione più specifica in questa sede, che si collega anche al discorso degli eso-pianeti (pianeti extra solari) abitabili. E alla fine parliamo di Plutone.

Rivediamo un attimo intanto come sono le posizioni degli 8 pianeti conosciuti.




















Qui sotto li vedete chiaramente distinti dai pianeti nani Plutone e Cerere.

Cosa vuol dire "Pianeta Nano"?

Un tempo considerato Pianeta come gli altri, Plutone è stato poi declassato a pianeta nano. Attenzione, è utile saperlo, pianeta "nano" non significa necessariamente "piccolo", anzi un pianeta nano può essere grande come un pianeta normale. Le caratteristiche che lo distinguono sono, a parte il fatto di orbitare attorno ad una stella, 1^ di avere una massa sufficiente a conferirgli una forma sferoidale ma 2^ che non è stato in grado "ripulire" la propria fascia orbitale da altri oggetti di dimensioni confrontabili. Questa seconda caratteristica è in realtà molto discussa, ma la necessità era quella di distinguere questa classe di corpi celesti dai pianeti conosciuti. Gli altri pianeti nani conosciuti sono Haumea, Makemake ed Eris. Il termine è stato introdotto nel 2006 da un assemblea dell'Unione Astronomica Internazionale - UAI, mentre nel 2008 sono stati definiti Plutoidi i pianeti nani transnettuniani, cioè oltre l'orbita di Nettuno. Due regioni dello spazio conosciute, che sono transnettuniane, sono ad esempio la fascia degli asteroidi di Kuiper e la Nube di Oort - post fasce asteroidi.

rispettati ordine e dimensioni dei pianeti, non le distanze





















Vediamoli ora tutti insieme, qui sotto, prima come semplice presentazione (qui Plutone, non essendo ancora stato visitato, appare in ombra)...



















...poi in comparazione di dimensioni (anche se qui Saturno senza anelli è un po' strano e non li abbiamo proprio allineati in ordine di grandezza).






















Allora vediamo di allinearli in ordine di grandezza (adesso va meglio, da sinistra a destra e dall'alto in basso li abbiamo ben ordinati; Plutone come vedete è il più piccolo, anche se come abbiamo detto "nano" non significa necessariamente "piccolo").





















Ora una scheda, di quelle che uso spesso, dedicate appositamente ai dislessici per le loro difficoltà di lettura. Nel nostro caso tornano sempre utili per l'estrema sintesi.






























Prima di proseguire 3 foto per ricordarsi quanto sono ridicole le dimensioni dei pianeti rispetto al nostro meraviglioso astro, il Sole, di cui mi occupo nel post dedicato Il Sole 1/3. Prima qui sotto in forma di sfera.






















Poi qui sotto come vera foto, ma di foto incredibilmente belle e spettacolari ne vedrete tante nel post specifico.


























Ora procediamo: sappiamo che la prima fascia di asteroidi (post fasce di asteroidi) divide i 4 pianeti interni (Mercurio, Venere, Terra e Marte), detti terrestri, dai restanti 4 pianeti esterni (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) detti Gioviani o gassosi. Questa divisione però non è puramente casuale, infatti la tipologia di pianeti che si trovano nelle due zone è decisamente caratteristica e determinante.


I 4 Pianeti Interni, detti Terrestri

Prima sotto forma di sfere














Poi attraverso bellissime fotografie.


























Come sempre qui sotto in ordine di grandezza, c'è inserito anche Plutone solo per fare un paragone.
























Qui sotto invece li abbiamo con un'indicazione dei diametri di ciascun pianeta.























Cosa distingue però questi pianeti dagli altri oltre la fascia di asteroidi? Scopriamolo nella prossima scheda, sempre dedicata ai dislessici.
























Possiamo vedere la composizione interna.











Riepiloghiamo, i Pianeti Terrestri (simili alla Terra) hanno le seguenti caratteristiche:

- sono i più vicini al Sole, quindi più caldi
- sono piccoli (volume e massa limitati)
- sono rocciosi (superficie solida, compatta, ricca di elementi pesanti, materiali rocciosi e metallici)
- la loro atmosfera è mediamente rarefatta (post atmosfera 1/4, 2/4, 3/4)
- grande densità, 5 volte quella dell'acqua
- bassa velocità di rotazione
- hanno pochi satelliti (o nessuno)

Come vedremo, solo 2 di questi 4 pianeti si trovano nella fascia abitabile, la fascia che consente teoricamente la vita come noi la conosciamo.


I 4 Pianeti Esterni, detti Gioviani o Gassosi 


Qui sotto sono confrontati con le dimensioni della Terra. Prima sotto forma di sfere...















Alcune caratteristiche distintive sono evidenti qui sotto rispetto ai 4 pianeti interni.























Poi con una foto d'insieme...


















Anche per loro possiamo vedere la composizione interna.






















Riepilogando, i pianeti Gioviani (simili a Giove) hanno invece le seguenti caratteristiche:

- sono i più lontani dal Sole, quindi più freddi
- sono grandi (volume e massa maggiori)
- sono gassosi (superficie gassosa, elio, ammoniaca, metano)
- l'atmosfera è ricca di idrogeno ed elio
- densità piccole, 1,2 volte quella dell'acqua
- alta velocità di rotazione
- diversi satelliti


Ecco una tabella riassuntiva delle principali proprietà di tutti gli 8 pianeti del nostro Sistema Solare.












Consiglio ora di andare a vedere, se avete un'ora di tempo libero, il video del post l'Emozione di Viaggiare nel Vuoto Cosmico infinito, dove "sperimentate" le distanze di cui abbiamo parlato.

Se vi interessa inoltre qualche esempio pratico del Sistema Solare ridotto in scala, potete averne nel post Il Sistema Solare in Scala.

Ora, dopo questa analisi che ci ha fatto comprendere meglio le differenze tra le due serie di pianeti, dobbiamo parlare di un argomento che ci sta a cuore perché riguarda la possibilità di trovare altri pianeti abitabili all'interno di altri sistemi extra-solari:


La Zona Abitabile


La Zona Abitabile Circumstellare o CHZ (Circumstellar Habitable Zone) è il termine scientifico per indicare la regione intorno ad una stella ove è teoricamente possibile per un pianeta mantenere acqua liquida sulla sua superficie, così da favorire la nascita ed il mantenimento di forme di vita extraterrestri.

Chiaramente ci riferiamo alle condizioni favorevoli per la vita per come noi la conosciamo sulla Terra, dove l'acqua liquida è essenziale per tutte le forme di vita conosciute; quindi i pianeti in grado di avere acqua liquida in superficie sono considerati tra i più favorevoli per ospitare vita extraterrestre.

Questa teoria per molti scienziati appare però lacunosa e discutibile perché a detta di loro forme di vita extraterrestri potrebbero essersi sviluppate in presenza di altri componenti liquidi diversi dall'acqua, come l'ammoniaca o il metano (a questo proposito considerate che in questi ultimi anni è stato scoperto che negli abissi oceanici, a centinaia di metri di profondità, dove si trovano fumarole che immettono costantemente un ambiente assolutamente tossico per noi umani e dove non arriva la luce, in questo ambiente che secondo le teorie degli scienziati è del tutto inospitale per qualsiasi forma di vita come noi la conosciamo, tuttavia vivono intere colonie sia di vegetali sia di animali, con pressioni incredibili, temperature proibitive ed un acqua profondamente tossica; questo fa dedurre che forse il criterio che solo con l'acqua liquida ci può essere vita, e solo con la luce di una stella, questo criterio non è assoluto).

La zona circumstellare abitabile (o Ecosfera) è una sfera immaginaria circondante una stella: nello spazio delimitato da questa sfera, qualunque pianeta terrestre potrebbe essere in grado di mantenere la presenza di acqua liquida.







La distanza da una stella alla quale un pianeta potrebbe sostenere forme di vita può essere calcolata conoscendo la dimensione e la luminosità della stella stessa.

Allo stesso modo, la distanza della zona abitabile dipende dalla dimensione e dalla temperatura della stessa stella, come si può chiaramente vedere nelle due immagini seguenti.

Qui la CHZ è paragonata in base al tipo di temperatura, dalla stella più calda in alto, a quella più fredda in basso, con in mezzo una stella simile al nostro Sole.




Qui a fianco invece abbiamo un paragone della distanza della CHZ in base alla dimensione dell'astro.

Più la stella è grande, più la zona abitabile deve essere allontanata.








Più in generale il termine viene usato per indicare diverse regioni che sono considerate favorevoli alla vita, come ad esempio la zona galattica abitabile e che rappresenta la distanza di un pianeta dal centro galattico.

La Zona Galattica Abitabile o GHZ (Galactic Habitable Zone), stabilisce la posizione di un sistema planetario all'interno di una galassia perché possa sviluppare forme di vita. I sistemi stellari favorevoli alla vita devono trovarsi abbastanza vicino al centro galattico, dove si concentrano alti livelli di elementi pesanti, grazie ai quali possono originarsi pianeti rocciosi ma soprattutto la formazione di numerose molecole organiche.

Nella nostra galassia (post la Via Lattea), la zona galattica abitabile è, al momento, considerata estendersi ad una distanza di circa 25.000 anni luce (8 kiloparsec, post distanze) dal centro galattico, contenente stelle con una età compresa tra i 4 e gli 8 miliardi di anni. Altre galassie, di composizione differente, possono avere una zona galattica abitabile più vasta o più ristretta, o non averla del tutto.


Ora parliamo un momento di un "Goldilocks planet", o pianeta Goldilocks (talvolta tradotto in italiano "Pianeta Riccioli d'oro"): è un pianeta situato nella zona abitabile di una stella o di un sistema stellare (CHZ), con caratteristiche tali da lasciar supporre l'esistenza di acqua liquida sulla sua superficie (il nome deriva dalla fiaba per bambini "Riccioli d'oro e i tre orsi", dove una bambina sceglie sempre da gruppi di tre elementi, ignorando gli estremi -grande o piccolo, caldo o freddo, ecc-, scegliendo la via di mezzo, quella "giusta").

Allo stesso modo della fiaba, un Goldilocks planet è un pianeta che non è né troppo vicino né troppo lontano da una stella per escludere la presenza di acqua liquida sulla sua superficie, elemento fondamentale per la presenza di vita così come gli esseri umani la concepiscono.

Il termine viene spesso utilizzato in particolar modo per i pianeti con dimensioni simili a quelle della Terra, tuttavia, anche i giganti gassosi, non adatti alla vita, possono essere chiamati pianeti Goldilocks, anche perché potrebbero essere dotati di esolune di dimensioni terrestri, adatte ad ospitare la vita.

Il miglior esempio di Goldilocks planet è la Terra stessa.

Si parla invece di "abitabilità planetaria" quando i pianeti interessati hanno certe similitudini con la Terra e sono pianeti rocciosi(post 3/4 alta atmosfera parte finale).

Sono state scoperte decine di pianeti nella zona abitabile, anche se la maggior parte di essi sembrano significativamente più grandi della Terra; probabilmente ciò è dovuto al fatto che date le grandi distanze coinvolte, è più facile rilevare pianeti di maggiori dimensioni.



Esiste un pianeta gemello della Terra?


Solo per citare 2 dati curiosi, il primo pianeta extrasolare in orbita intorno ad un'altra stella come il nostro Sole è stato scoperto nel 1995. Pianeti extrasolari, soprattutto piccoli mondi della stessa dimensione della Terra, appena 21 anni fa appartenevano al regno della fantascienza.

E' di luglio 2015 la notizia dell'ultima eccezionale ed emozionante scoperta.
La missione Keplero ha trovato un pianeta «cugino, ma più anziano» della Terra. La Nasa ha infatti confermato la scoperta del primo pianeta simile alla Terra nella «zona abitabile» attorno a una stella come il Sole.

«La nuova scoperta di Kepler-452b - scrive la Nasa - mette in luce il più piccolo pianeta finora scoperto in orbita nella zona abitabile, la zona intorno ad una stella di tipo G2, come il nostro Sole, dove l'acqua liquida potrebbe raccogliersi sulla superficie di un pianeta orbitante, e di una stella».






Il pianeta Kepler452-b è quasi della stessa dimensione della Terra, hanno riferito gli scienziati della Nasa, si trova a 1.400 anni luce di distanza (post distanze), nell'area di Goldilocks, nella zona cosidetta abitabile di un sistema stellare e anche la stella intorno alla quale orbita somiglia «ad un'anziana cugina del nostro Sole».





Spiega Jon Jenkins, capo analista dei dati di Keplero al centro del centro della Nasa Ames Research a Moffett Field, in California: "Gli anni di 452-b sono della stessa lunghezza che qui sulla Terra ed il pianeta ha trascorso miliardi di anni intorno alla zona abitabile della sua stella".


Kepler 452-b ha «un'età di 6 miliardi di anni e riceve dalla sua stella il 10% in più di energia rispetto alla Terra» hanno aggiunto gli scienziati. Ma soprattutto, hanno detto ancora, ha una misura compatibile con quella della Terra così come il suo sistema solare. Infine anche «la stella intorno alla quale Kepler452-b orbita ha caratteristiche simili al nostro Sole anche se è del 10% più luminosa e del 4% più grande».


NB: siccome ho notato che la perplessità nei non addetti ai lavori esiste, faccio ben presente che spesso, con distanze così enormi, non possono esistere foto reali di oggetti celesti piccoli come un pianeta, quindi ci si aiuta grazie a rappresentazioni artistiche.

Si stima che nella Via Lattea esistano almeno 500 milioni di pianeti all'interno della zona abitabile.


Facciamo una breve analisi delle condizioni che consentono o impediscono lo svilupparsi della vita su un pianeta.

Il ruolo dell'Atmosfera di un pianeta:

Affinché un pianeta possa avere acqua liquida in superficie deve avere una massa sufficiente per creare una gravità atta a poter trattenere l'acqua allo stato liquido. L'atmosfera è la responsabile principale per regolare la temperatura di un pianeta, contribuendo all'effetto serra e all'albedo (la frazione di luce o, più in generale, di radiazione incidente che viene riflessa in tutte le direzioni; essa indica il potere riflettente di una superficie), che sono i fattori che determinano il riscaldamento e il raffreddamento di un pianeta (post l'atmosfera terrestre 1/4, 2/4, 3/4).

Inoltre l'orbita della Terra e degli altri pianeti del sistema solare è pressoché circolare, e questo permette alla temperatura di rimanere stabile.
Nel caso degli esopianeti, l'orbita è generalmente nota, tuttavia molti dei pianeti scoperti sembrano avere orbite eccentriche, che talvolta li porta a "entrare" e "uscire" dalla zona abitabile durante la rivoluzione attorno alla stella madre, e questo chiaramente rappresenta un problema.


Il ruolo dell'Ambiente circostante
cosa minaccia la possibilità di trattenere acqua liquida in superficie:


- Le radiazioni e le variazioni di luminosità della stella (il nostro Sole ad esempio) possono influenzare la capacità dei pianeti all'interno della zona abitabile di trattenere l'acqua in superficie.

Venere e Marte ad esempio possono aver sperimentato una perdita significativa e piuttosto rapida delle acque superficiali.

- Il vento stellare (post Aurore spettacolari) può contribuire alla perdita della pressione necessaria per mantenere l'acqua allo stato liquido
- la fotolisi può convertire l'acqua dell'atmosfera in gas leggeri
I due effetti potrebbero combinarsi e rimuovere completamente qualsiasi idrosfera da un pianeta.

- la radiazione elettromagnetica (post Big Bang) emessa dalle stelle madri può essere pericolosa per la vita sulla superficie di pianeti nella zona abitabile (nel caso delle nane rosse, sono spesso soggette a brillamenti improvvisi che possono avere effetti particolarmente dannosi, ed è infatti oggetto di continua ricerca e dibattito l'abitabilità dei sistemi planetari delle nane rosse)

Un pianeta può richiedere un meccanismo di difesa contro gli effetti dannosi che arrivano dallo spazio; la Terra ad esempio ha una combinazione di difese costituita da atmosfera, magnetosfera e cicli geologici e geofisici che le permettono di mantenere acqua liquida in superficie.

- non dimentichiamo anche un altro fattore importante che riguarda la difesa di un pianeta dal pericolo costituito dal bombardamento di asteroidi provenienti dallo spazio circostante (per un'idea su quote e orbite post 4/4 - Viaggio attraverso l'atmosfera). La Terra ha un grande difensore al suo fianco, il pianeta Giove, che con la sua enorme massa fa da filtro assorbendo la maggior parte degli asteroidi che potrebbero risultare una minaccia per il nostro pianeta. Un pianeta della zona circumstellare abitabile deve quindi avere nelle sue vicinanze un
pianeta gassoso di grandi dimensioni che possa eseguire lo stesso compito fondamentale impedendo al pianeta di subire effetti catastrofici derivanti dalla caduta di corpi meteorici dallo spazio, come spesso molti documentari in televisione ci hanno dimostrato.


La Zona abitabile del sistema solare:


le stime più recenti della zona abitabile del sistema Solare, basate su diversi modelli scientifici, ampliano la fascia di Kasting (che veniva collocata da 0,95 a 1,37 UA dal Sole) ponendo questa zona tra 0,73 e 3,0 UA (post distanze) con la Terra situata vicino al suo bordo interno.

E' difficile stabilire esattamente dove si colloca la zona abitabile di un sistema stellare, a causa di una serie di fattori. Per capire di che si tratta valutiamo queste quattro situazioni:



- l'afelio del pianeta Venere (cos'è l'afelio di un pianeta? Siccome l'orbita del pianeta attorno al Sole è ellittica, il punto dove il pianeta è più lontano dal Sole è detto afelio, quello dove è più vicino perielio)
- l'orbita della Luna
- il pianeta Marte
- il pianeta nano Cerere


Non basta trovarsi all'interno della zona abitabile per essere automaticamente potenzialmente abitabili: infatti ciò che determina la loro potenziale abitabilità in questo caso sono le diverse pressioni atmosferiche di questi pianeti.

- nel caso di Venere, la pressione atmosferica è troppo elevata, e un effetto serra estremamente alto determina un grande innalzamento della temperatura superficiale
- nel caso di Marte invece, la pressione atmosferica è troppo bassa, di conseguenza l'atmosfera e l'acqua si sono in gran parte disperse nello spazio
- la Luna e Cerere non hanno atmosfera, quindi l'acqua liquida non può esistere su questi mondi

La maggior parte delle stime sono calcolate prendendo come riferimento la Terra, la sua massa e la sua costituzione atmosferica, ma un pianeta con un'atmosfera più densa di quella della Terra (perché più massiccio), come ad esempio Gliese 667 Cd o Gliese 581 d, in orbita nella zona abitabile estesa, potrebbe teoricamente avere acqua allo stato liquido in superficie.


Può esistere la vita su altri pianeti?

E' importante a questo punto chiarire che in ogni caso non è del tutto escluso che nello stesso Sistema Solare ci possa essere vita altrove oltre che sulla Terra. Basti pensare che alcune lune di Giove da questo punto di vista sembrano molto interessanti, Europa, Ganimede e Callisto.

Europa ha una crosta ghiacciata e si suppone che vi siano oceani sotto tale crosta.
A differenza di Ganimede e Callisto, la sua superficie si presenta striata ed ha pochi crateri: è la più liscia di quella di qualsiasi oggetto noto del sistema Solare.

L'apparente giovinezza e la morbidezza di tale superficie hanno portato ad ipotizzare l'esistenza di un oceano d'acqua presente sotto la crosta, che potrebbe essere dimora per la vita extraterrestre.

L'ipotesi è che Europa, riscaldata internamente dalle forze mareali causate dalla sua vicinanza a Giove (per tradurre, l'avvicinamento e l'allontanamento dal Gigante gassoso fanno rispettivamente alzare ed abbassare la marea dell'oceano interno, e questo movimento crea energia e calore) e dalla risonanza orbitale con i vicini Io e Ganimede, rilasci il calore necessario per mantenere un oceano liquido sotto la superficie e stimolando al tempo stesso un'attività geologica simile alla tettonica a placche.
In effetti la NASA ha riferito di aver trovato prove dell'esistenza di un'attività della tettonica a placche su Europa, e sono stati rilevati geyser di vapore acqueo simili a quelli di Encelado, il satellite di Saturno, a provare questa attività interna.

In questo supposto oceano interno potrebbe esistere vita micro-organica, un po' come vita organica esiste sulla Terra in un posto insospettato e assolutamente inospitale per l'uomo; nelle profondità dell'oceano Atlantico, a circa 2.100 metri, nei pressi delle sorgenti idrotermali chiamate fumarole nere ("Black smoker", immagine qui a fianco), alimentate da energia geotermica. Qui sono state scoperte negli anni '70 intere colonie di vermi-tubo giganti, vongole, crostacei, mitili e diverse altre creature.

Queste creature prosperano nonostante la mancanza di luce solare e costituiscono una catena alimentare del tutto indipendente, la cui base è un batterio che ricava energia dall'ossidazione di sostanze chimiche reattive, come l'idrogeno e l'acido solfidrico, che provengono dall'interno della Terra e vengono espulse dalle profondità alla incredibile temperatura di circa 400 gradi, ma l'acqua non bolle a causa della temperatura dell'oceano a quelle profondità e dell'enorme pressione

Questo processo è chiamato chemiosintesi batterica e ha rivoluzionato lo studio della biologia rivelando che l'esistenza della vita richiede solamente acqua ed energia, e non dipende necessariamente dal Sole. Ha aperto inoltre numerose strade all'astrobiologia espandendo notevolmente il numero di possibili habitat extraterrestri.


Spirografi sottomarini con pesce blennius e granchi.

Con due chilometri e mezzo di Oceano Atlantico sulla testa, granchi e pesci blennius, pallidi come fantasmi, vanno alla ricerca di cibo in mezzo a vermi tubicoli rosso-sangue, che necessitano di ossigeno per vivere.



Anche su Callisto è stata rilevata la presenza di ghiaccio d'acqua sulla superficie e si suppone possano esistere oceani nel sottosuolo.









Anche Ganimede è composto di acqua ghiacciata.















Riporto una descrizione che trovo interessante leggere qui, dello scienziato Torrence Johnson, il quale ha confrontato le probabilità di vita su Callisto e su altre lune galileiane e ci aiuta chiarendo il concetto di cosa serve per la nascita e il sostentamento della vita:

                                                                                                                                              « Gli ingredienti di base per la vita, che noi chiamiamo "chimica pre-biotica", sono abbondanti in molti oggetti del sistema solare, come le comete, gli asteroidi e lune ghiacciate. I biologi ritengono che l'acqua liquida e l'energia siano necessari per sostenere realmente la vita, quindi è emozionante trovare un altro posto dove esiste acqua allo stato liquido. Ma l'energia è un'altra cosa, e mentre l'oceano di Callisto viene riscaldato solo da elementi radioattivi, Europa ha dalla sua l'energia delle maree e la maggiore vicinanza a Giove. »                                                                                               

Sulla base di queste considerazioni e di altre osservazioni scientifiche, si pensa che di tutte le lune galileiane di Giove, Europa sia quella con la maggiore possibilità di sostenere la vita microbica.


Per concludere il post, mi sembra giusto riservare l'ultima parte al nostro caro pianeta nano Plutone, che è tornato proprio in queste settimane alla ribalta grazie alla sonda New Horizons.


Il ritorno di Plutone

una vecchia scheda in cui, come noterete, Plutone è ancora "pianeta", si dice che nessuna sonda
lo ha ancora visitato, e la foto non lascia intravedere niente





























Scoperto nel 1930 da Clyde Tombaugh e classificato inizialmente come il 9° pianeta, fu invece riclassificato come "pianeta nano" il 24 agosto 2006 e battezzato formalmente 134340 Pluto dalla UAI (Unione Astronomica Internazionale). Il nuovo corpo celeste venne battezzato in onore di Plutone, divinità romana dell'oltretomba; le prime lettere del nome, PL, sono anche le iniziali dell'eminente astronomo Percival Lowell che per primo ne postulò l'esistenza.

Curiosità: il famoso cane della Disney venne chiamato Pluto proprio in onore al pianeta.


Il suo simbolo astronomico è il monogramma di Lowell.

E' il 2° più massiccio tra i pianeti nani del sistema solare, superato solo da Eris, e il 9° corpo celeste più massiccio che orbita direttamente attorno al Sole.









Plutone è anche considerato un classico esempio di oggetto transnettuniano (post Fasce di asteroidi). Pur avendo la sua orbita il semiasse maggiore più lungo di quello dell'orbita di Nettuno, esso si avvicina al Sole più dello stesso Nettuno. Plutone è stato assunto quale elemento di riferimento della classe dei pianeti nani transnettuniani, denominati ufficialmente plutoidi dall'Unione Astronomica Internazionale.



Lanciata dalla NASA nel 2006, dopo oltre 9 anni di viaggio la New Horizons è divenuta la 1° sonda spaziale ad effettuare un sorvolo ravvicinato di Plutone, avvenuto il 14 luglio 2015 ad una distanza minima di 12.472 km (praticamente pari al diametro della Terra, tanto per fare un esempio) dalla superficie del pianeta nano.

Si è trattato di un sorvolo ravvicinato, perché la sonda non aveva abbastanza carburante a bordo per rallentare e immettersi in orbita attorno all'oggetto; i piani di volo prevedevano un avvicinamento massimo a circa 12.500 km di distanza dalla superficie plutoniana a una velocità relativa di circa 14 km/s (post La Via Lattea), con la possibilità di sorvolare il pianeta ancora più vicino grazie a correzioni di rotta successive.
La distanza media di Plutone dal Sole (5,8 miliardi di km, circa 40 Unità Astronomiche) ne fa infatti un abitante dello spazio profondo.

Se non l'avete già fatto, consiglio ora, dopo aver parlato della sonda che ha viaggiato per il Sistema Solare, di andare a vedere, se avete un'ora di tempo libero, il video del post l'Emozione di Viaggiare nel Vuoto Cosmico infinito, dove "sperimentate" le distanze di cui abbiamo parlato.

Molti di voi si saranno chiesti come mai Plutone sia stato declassato a Pianeta Nano (Dwarf planet, in inglese), magari rinunciando a comprendere meglio i motivi visti gli argomenti in astronomia spesso complicati. Provo a dare un piccolo contributo qui, come sempre con un certo faticoso lavoro di studio, sintesi, estrapolazione di tutto il materiale che su internet è presente in abbondanza, del resto questo è uno degli scopi del presente blog (post Presentazione).


Perché Plutone è stato declassato?


- Plutone ha dimensioni (1.151 km di raggio equatoriale) soltanto doppie di quelle di Caronte (603,6 km), mentre tendenzialmente un pianeta risulta essere molto più grande dei propri satelliti.

Plutone e Caronte non rappresentano un vero e proprio sistema “pianeta-satellite”, bensì una sorta di sistema binario pianeta-pianeta, essi infatti risentono dell’attrazione gravitazionale reciproca, ruotando intorno a un comune centro di gravità che si trova nello spazio tra i due corpi, alla distanza di 950 km dalla superficie di Plutone (La situazione del sistema Terra-Luna presenta una certa analogia con la precedente, ma in questo caso il centro di gravità del sistema si trova all’interno della Terra, a 4.700 km dal centro geometrico del nostro pianeta, circa 1.500 km sotto la sua superficie)

- Il tempo di rivoluzione di Caronte intorno a Plutone e quello di rotazione di Plutone stesso, inoltre, coincidono (6,4 giorni). Questo suggerisce che il satellite imponga a Plutone una forza gravitazionale tale da rallentarne sensibilmente il tempo di rotazione (anche la Luna influisce con la sua forza gravitazionale sulla Terra - il fenomeno delle maree è dovuto a questo - ma la differenza di dimensioni e di massa tra Terra e Luna impedisce a quest'ultima di rallentare la velocità di rotazione terrestre)

Caronte non è, però, l’unica luna di Plutone: recentemente sono stati scoperti altri corpi orbitanti intorno a esso, Nix e Idra (scoperti nel 2005), P4 e P5 (2011 e 2012 rispettivamente).

- Dallo studio del moto di questo sistema binario è inoltre emerso che Plutone e Caronte hanno una massa che è circa un ottavo di quella della Luna. Tutto ciò ha dunque suggerito che Plutone non è un vero e proprio pianeta, ma potrebbe essere per esempio un satellite sfuggito alla forza gravitazionale di un altro pianeta o un asteroide attratto in quella posizione.




- Anche la composizione di Plutone sembrerebbe avvalorare quest'ultima tesi: a differenza dei pianeti esterni gassosi (Giove, Saturno, Urano e Nettuno), è costituito di roccia fino a circa il 70%. L’altro 30% sembrerebbe comprendere ghiaccio, similmente a uno dei satelliti di Nettuno, Tritone. L’alta quantità d’acqua ha portato alcuni scienziati a pensare che Plutone possa essere ciò che resta di una cometa.

- L’orbita di Plutone intorno al Sole costituisce un ulteriore dato interessante, che lo discosta dagli altri pianeti del Sistema Solare. Plutone compie il proprio moto di rivoluzione in circa 247,9 anni terrestri (non ha quindi ancora compiuto un’orbita completa da quando è stato scoperto), con una distanza dal Sole che oscilla fra i 7,37 miliardi di km dell’afelio (il punto più lontano dal centro di gravità di un corpo in rivoluzione) e i 4,43 miliardi di km del perielio (il punto più vicino).
Quest’ultimo valore è curioso poiché mostra come in un certo periodo del suo anno, Plutone si trova più vicino al Sole rispetto a Nettuno (che ha una distanza media dal Sole di 4,5 miliardi di km): nulla di simile avviene fra gli altri pianeti del Sistema Solare, ed è quindi un’ulteriore “stranezza” di Plutone.

























La sua orbita ha ancora 2 caratteristiche che la differenziano da quelle degli altri pianeti:



in questa animazione si vede molto bene la spiccata eccentricità della sua orbita (0,24, quasi 15 volte quella della Terra).





in questa 2° animazione si vede altrettanto bene che l'orbita di Plutone è molto inclinata rispetto al piano dell’eclittica, ovvero l’orbita della Terra (17,14°, rispetto per esempio ai 2,48° di Saturno).










Se tornate all'immagine più grande sopra, potete notare, oltre alle caratteristiche dell'orbita di Plutone, anche un altro particolare: durante la sua rotazione intorno al Sole, Plutone si avvicina alla periferia del Sistema Solare, in una zona ricca di asteroidi, comete e pulviscoli, chiamata fascia di Kuiper (post Fasce di asteroidi). Proprio qui, nel 2003 (con la conferma poi nel 2005), venne individuato un corpo celeste distante in media 10 miliardi di km dal Sole (post distanze), con dimensioni simili a quelle di Plutone: il suo nome definitivo è Eris, in onore della dea greca della discordia e del conflitto.
Eris non ha deluso le aspettative implicite nel suo nome: infatti la scoperta di questo corpo celeste, così distante dal Sole, ma così simile per dimensioni a Plutone, ha aperto il dibattito su quali si debbano considerare le caratteristiche effettive di un pianeta. Di conseguenza, come precedentemente detto, nel 2006 entrambi gli astri furono denominati pianeti nani, insieme a Cerere, che si trova nella fascia degli asteroidi fra Marte e Giove e che fu scoperto nel 1801 dall’astronomo italiano Giuseppe Piazzi, e a Makemake e Haumea, entrambi nella fascia di Kuiper.

Quindi ora ecco alcune delle splendide nuove immagini che stanno arrivando e che continueranno ad arrivare nei prossimi mesi. Signore e Signori, vi presento Plutone.














































































































































































































Bene, spero che il post vi sia piaciuto, non potevo mancare di salutare il pianeta nano più lontano del nostro Sistema Solare.

Per chi non lo conoscesse ancora, vi faccio presente che sul canale Focus ogni settimana vengono messi in onda splendidi documentari aggiornati sullo Spazio, da non perdere. (https://www.youtube.com/watch?v=DQHGJsjHjIE)

Inoltre vorrei anche citare una trasmissione televisiva, Nautilus, in onda su Rai Scuola che si occupa di Scienza a 360 gradi e che spesso tratta di Astronomia, invitando professionisti e docenti esperti a fare una relazione breve ma molto interessante, documentata su argomenti specifici, un'occasione da non perdere per tenersi aggiornati e documentati.
(http://www.raiscuola.rai.it/nautilus/)

Per concludere una piccola chicca di mnemotecnica



























info aggiuntive su Plutone, oltre a Wikipedia:
http://www.oilproject.org/lezione/astronomia-plutone-pianeta-nano-caronte-sistema-solare-orbita-asteroide-eris-7576.html

sulle fumarole nere:
http://www.nationalgeographic.it/ambiente/habitat/2010/03/22/news/deep_sea_vents_science_at_the_extreme-3020/?refresh_ce

Doveroso citare i nostri amici della dislessia per l'ottimo contributo grazie alle tabelle così efficaci:
http://www.aiutodislessia.net/schede-didattiche/scuola-media/1-media/geografia-1a-media/la-geografia-1a-media/




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