Il Sistema Solare è l'insieme dei corpi celesti che orbitano attorno al Sole, una stella di media grandezza, tenuti insieme dalla forza di gravità che essa esercita.
Il Sistema Solare si è formato circa 4,6 miliardi di anni fa dal collasso gravitazionale di una nebulosa di gas e polveri. Al centro si è acceso il Sole, che da solo contiene oltre il 99% della massa totale del sistema. Attorno ad esso ruotano otto pianeti, decine di satelliti naturali, milioni di asteroidi, comete e una grande quantità di polveri interplanetarie. Tutti questi corpi seguono orbite ellittiche regolate dalle leggi formulate da Keplero e successivamente spiegate dalla legge di gravitazione universale di Newton. Studiare la sua struttura ci permette di comprendere meglio l'origine della Terra e la nostra posizione nell'Universo.
Il Sole e i pianeti
Il Sole è una stella di tipo spettrale G, composta principalmente da idrogeno ed elio, che produce energia attraverso reazioni di fusione nucleare nel suo nucleo. Ogni secondo trasforma circa 600 milioni di tonnellate di idrogeno in elio, liberando enormi quantità di luce e calore che raggiungono i pianeti. Gli otto pianeti si dividono in due gruppi nettamente distinti per composizione e dimensione, separati dalla fascia degli asteroidi tra Marte e Giove. I pianeti terrestri sono Mercurio, Venere, Terra e Marte: hanno superficie solida, dimensioni ridotte, densità elevata e pochi o nessun satellite. I pianeti gioviani, invece, sono Giove, Saturno, Urano e Nettuno: sono giganti gassosi o ghiacciati, possiedono numerosi satelliti e sistemi di anelli, e hanno una densità molto bassa. Plutone, dal 2006, è classificato come pianeta nano insieme a Cerere, Eris, Makemake e Haumea, perché non ha ripulito gravitazionalmente la propria orbita.
Le leggi del moto planetario
Il moto dei pianeti attorno al Sole è descritto dalle tre leggi di Keplero, che rappresentano una delle conquiste fondamentali della rivoluzione scientifica. La prima legge afferma che ogni pianeta percorre un'orbita ellittica di cui il Sole occupa uno dei due fuochi: l'orbita non è quindi un cerchio perfetto come si credeva in passato. La seconda legge, detta legge delle aree, stabilisce che il raggio vettore che unisce il Sole al pianeta spazza aree uguali in tempi uguali, il che significa che il pianeta è più veloce quando si trova vicino al Sole (perielio) e più lento quando è lontano (afelio). La terza legge afferma che il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta è proporzionale al cubo del semiasse maggiore della sua orbita. Un esempio concreto: la Terra impiega 365,25 giorni a compiere un'orbita, mentre Nettuno, che è circa 30 volte più distante, ne impiega quasi 165 anni, confermando perfettamente la terza legge. Queste regole sono il fondamento della meccanica celeste moderna.
Ricorda
- Il Sistema Solare è composto dal Sole, otto pianeti, pianeti nani, satelliti, asteroidi e comete, tutti legati dalla gravità solare.
- I pianeti terrestri (rocciosi e piccoli) si distinguono dai pianeti gioviani (gassosi e grandi), separati dalla fascia degli asteroidi.
- Le tre leggi di Keplero descrivono orbite ellittiche, velocità variabile lungo l'orbita e la relazione fra periodo e distanza media dal Sole.
Esercizio attivo sul quaderno: disegna uno schema in scala approssimativa del Sistema Solare indicando in ordine i pianeti dal Sole, evidenzia con due colori diversi i terrestri e i gioviani, e accanto a ciascun pianeta scrivi se possiede o no anelli e quanti satelliti principali ha (consultando i dati del libro di testo).