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COME È FATTO L'UNIVERSO

Nettuno e Plutone

Nettuno, il gigante gassoso
ricerca svolta dagli allievi della 1^D del Liceo Scientifico Peano di Cuneo - anno 2012
Immaginiamo di allontanarci dalla civiltà e da tutto ciò che conosciamo del nostro pianeta.
Ci avventuriamo fra le meraviglie del Sistema Solare e a ridosso dei suoi confini troviamo Nettuno, il più piccolo dei quattro pianeti gassosi e l’ultimo dei pianeti …
La scoperta di Nettuno
Quando gli astronomi nel 1800 tracciarono le traiettorie di stelle e pianeti del Sistema Solare, notarono che Urano non seguiva l’orbita prevista. Era forse influenzato dalla forza di gravità di un pianeta sconosciuto? L’inglese John Couch Adams e il francese Urbain Le Verrier calcolarono esattamente dove poteva trovarsi il pianeta misterioso. L’astronomo tedesco Johann Galle studiò le loro ricerche e nel 1846 osservò per primo il nuovo pianeta al telescopio.
Origine del suo nome
  • Poco dopo la scoperta ci si riferiva a Nettuno semplicemente come al "pianeta più esterno di Urano". Galle fu il primo a suggerire un nome e propose di nominarlo in onore del dio Giano. In Inghilterra Challis avanzò il nome Oceano.
  • Rivendicando il diritto a denominare il nuovo pianeta da lui scoperto, Le Verrier propose il nome Nettuno.
  • In pochi anni Nettuno divenne il nome universalmente accettato. Nella mitologia romana è il dio Poseidone. La richiesta di un nome mitologico sembrava in linea con la nomenclatura degli altri pianeti che prendono il proprio nome da divinità romane, ad eccezione soltanto della Terra e di Urano, che lo trae invece da una divinità della mitologia greca.
Dati numerici
  • Distanza dal Sole: 3 miliardi di km;
  • Diametro: 49.500 Km (4 volte quello terrestre);
  • Massa: 17,3 volte quella terrestre;
  • Volume: 42 volte quello terrestre;
  • Periodo di rotazione: 16 ore e 3 minuti
  • Periodo di rivoluzione: 164,8 anni
Atmosfera
  • L’atmosfera è costituita per l’80% da idrogeno, per il 19% da elio e il restante 1% da metano. La quantità di quest’ultimo insieme ad un’altra sostanza ancora sconosciuta contribuiscono in modo determinante a conferire la tonalità azzurra.
  • L’atmosfera di Nettuno è suddivisa in due regioni principali: la bassa troposfera dove la temperatura decresce con l’altitudine e la stratosfera dove la temperatura aumenta con l’altitudine.
Mantello
  • Gradualmente l’atmosfera più calda e oscura condensa in un mantello liquido surriscaldato dove le temperature sono comprese tra i 2000K e i 5000K. Il mantello è composto d’acqua, ammoniaca, metano e altre sostanze.
  • Alla profondità di 7000km il metano si decompone in cristalli di diamante e precipita verso il centro.
Nucleo
  • Il nucleo planetario di Nettuno è composto da ferro, nichel e silicati; i modelli forniscono una massa di circa 1,2 masse terrestri. La pressione è di milioni di volte superiore a quella della superficie terrestre e la temperatura potrebbe essere sui 5400K.
Meteorologia
  • Una differenza fra Nettuno e Urano è il livello tipico di attività meterologica. Quando la sonda spaziale Voyager2 sorvolò Urano, nel 1986, questo pianeta era visivamente privo di attività atmosferica. In contrasto Nettuno mostrava notevoli fenomeni climatici durante il sorvolo della sonda, avvenuto nel 1989.
  • Il tempo meteorologico di Nettuno è caratterizzato da sistemi tempestosi estremamente dinamici, con venti che raggiungono la velocità quasi supersonica di 600 m/s.Più tipicamente, tracciando il movimento delle nubi persistenti, la velocità del vento sembra variare dai 20 m/s in direzione est fino ai 235m/s in direzione ovest. Sulla cima delle nubi, i venti predominanti variano in velocità dai 400 m/s lungo l'equatore ai 250m/s sui poli. Molti dei venti di Nettuno si muovono in direzione opposta rispetto alla rotazione del pianeta.
  • Nel 2007 fu scoperto che gli strati superiori della troposfera del polo sud di Nettuno erano di circa 10 °C più tiepidi che nel resto del pianeta, con una media di circa −200 °C. Il differenziale di calore è sufficiente per consentire al gas metano, che in altri punti si gela nell'alta atmosfera del pianeta, di essere espulso verso lo spazio. Il relativo "hot spot" è dovuto all'inclinazione dell'asse di Nettuno, che ha esposto il polo sud al Sole per l'ultimo quarto di anno nettuniano, pari a circa 40 anni terrestri; similmente a come avviene nella Terra, l'alternanza delle stagioni farà in modo che il polo esposto al Sole sarà in seguito il polo nord, causando così il riscaldamento e la successiva emissione di metano dall'atmosfera in quest'ultimo polo.
La Grande Macchia Oscura
  • Il Voyager2 fotografò un turbinoso vortice atmosferico: la Grande Macchia Oscura. È stata a lungo ritenuta un sistema di tempeste di notevoli dimensioni situato nell‘emisfero meridionale del pianeta, dalle dimensioni paragonabili a quelle della Terra; attualmente si ritiene che si tratti piuttosto di una struttura analoga al buco dell’ozono terrestre, ovvero di un diradamento delle nubi superficiali che permette di osservare gli strati atmosferici sottostanti. È la seconda formazione atmosferica in ordine di grandezza nel sistema solare e il suo diametro medio è stimato attorno ai 14.000km. Ha una forma fortemente ellittica e ruota su sé stessa in senso antiorario in un periodo di tempo stimato in circa dieci giorni. Il suo periodo di rotazione intorno a Nettuno è di 18 ore circa.
Gli anelli di Nettuno
  • Nettuno ha un sistema di anelli planetari, uno dei più sottili del Sistema Solare. Sono formati da particelle legate con silicati o materiali composti da carbonio che conferisce loro un colore tendente al rossastro.
I suoi satelliti
  • Nettuno possiede 13 satelliti naturali conosciuti il maggiore dei quali è Tritone; gli altri satelliti principali sono Nereide, Proteo e Larissa.
Tritone
  • Tritone è il principale satellite naturale di Nettuno, ed uno dei più massicci dell'intero sistema solare; è caratterizzato da un’ attività geologica particolarmente intensa (sulla sua superficie sono visibili numerosi geyser).
  • Scoperto nel 1846, Tritone è stato sorvolato da un'unica sonda spaziale, la Voyager2, nel 1989.
  • Seguendo Nettuno nell'orbita intorno al Sole, i poli di Tritone si alternano nell'esposizione diretta alla luce solare, dando probabilmente luogo a radicali cambi stagionali.
  • Tritone possiede una tenue atmosfera ricca di azoto, in cui sono presenti anche piccole quantità di metano e monossido di carbonio in prossimità della superficie.
  • La superficie di Tritone è solcata da valli e canyon particolarmente estesi, che si intrecciano in maniera disordinata, probabilmente come risultato di un processo ciclico di scioglimento e ricongelamento. Nonostante le ipotesi relative alla formazione del satellite prevedano che il corpo sia stato catturato solo in un secondo momento dall'attrazione gravitazionale di Nettuno, l'aspetto di Tritone ricorda quello degli altri satelliti ghiacciati. Oltre all’azoto solido, la superficie di Tritone presenta tracce di metano, ghiaccio di monossido di carbonio, ghiaccio d’acqua e ghiaccio secco.
  • La temperatura superficiale di Tritone è certamente superiore a 35,6 K.
  • Tritone è composto per circa il 25% di ghiaccio d’acqua e per il resto da materiale roccioso. Un mantello ghiacciato ricopre probabilmente un nucleo roccioso (forse ricco di metalli) che contiene almeno i due terzi della massa complessiva del satellite.
  • Tritone risulta, sorprendentemente, geologicamente attivo; la sua superficie è relativamente recente e povera di crateri. Si ritiene che l'attività geologica di Tritone sia innescata dal riscaldamento stagionale ricevuto dal Sole.
Proteo
  • Proteo è il secondo satellite di Nettuno per dimensioni. Il suo nome deriva da quello di Proteo, una divinità minore del mare in grado di modificare, secondo la mitologia greca, il proprio aspetto. Proteo ha un diametro superiore a 400 km. È uno degli oggetti più scuri del sistema solare; questo porta a concludere che, a differenze di altri satelliti, non abbia avuto attività geologica di rilievo; ha un aspetto irregolare.
Nereide
  • Nereide è il terzo satellite naturale di Nettuno per grandezza, con un diametro di ben 340 km. La sua scoperta risale al 1 maggio 1949 e fu il secondo satellite di Nettuno ad essere scoperto.
  • Il suo nome deriva da quello delle Nereidi, le ninfe del mare nella mitologia greca.
  • A causa della sua grande distanza dalla traiettoria seguita dalla sonda spaziale statunitense nel suo passaggio attraverso il sistema di Nettuno nel 1989, Nereide non fu adeguatamente fotografata; le immagini inviate ne mostrano solamente la forma irregolare, ma non permettono di identificare alcuna formazione geologica sulla sua superficie. Il raggio di Nereide, circa 170 km, ne fa il terzo satellite di Nettuno in ordine di grandezza. Le sue dimensioni sono piuttosto grandi per un satellite irregolare mentre la sua forma non è ancora nota.
Larissa
  • Larissa è il quinto satellite naturale di Nettuno in ordine crescente di distanza dal pianeta. Fu scoperto 1981.
  • Il satellite è intitolato alla figura di Larissa, ricordata a volte come madre di Pelasgo, nato dall'unione con Giove o con Poseidone, secondo la mitologia greca.
  • Larissa presenta un aspetto fortemente irregolare e non mostra traccia di attività geologica; la sua superficie è fortemente craterizzata.
Voyager2
  • La sonda spaziale Voyager2 è stata una delle prime esploratrici del sistema solare esterno, ed è ancora in attività. Fu lanciata il 20 agosto 1977 dalla NASA da Cape Canaveral, poco prima della sua sonda sorella, la Voyager1, in un'orbita che l'avrebbe portata più tardi a visitare i pianeti. Le due sonde Voyager sono identiche.
  • L'orbita in cui fu immessa la sonda la portò a sfiorare i due pianeti giganti, Giove e Saturno. Durante il viaggio, i tecnici si resero conto che potevano sfruttare un allineamento planetario piuttosto raro per far proseguire la sonda verso Urano e Nettuno. Dalla Voyager2 vengono la maggior parte delle informazioni che abbiamo su questi due pianeti.
  • Da allora la sonda prosegue indisturbata verso l'esterno del sistema solare.

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