DA PLUTONE AD ALFA CENTAURI: IL SISTEMA SOLARE ESTERNO - STEFANOTOSI CIRCOLOASTROFILITREZZANO - FEDERMANAGER MILANO
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
DA PLUTONE AD ALFA CENTAURI: IL SISTEMA SOLARE ESTERNO Stefano Tosi Circolo Astrofili Trezzano
DISTANZE
Chilometro (km) :
- dimensioni dei singoli corpi celesti
- distanza tra pianeti/asteroidi e rispettive lune
Unità Astronomica (UA) :
- distanze tra Sole e pianeti/asteroidi/comete
- distanze interne al sistema planetario e al sistema solare
Anno luce (a.l.) :
- dimensioni del sistema solare
- distanza interstellare
30 UA 68 UA
4.5 miliardi km 10.2 miliardi km
(Sole – Eris) x
1400
75.000 UA (?)
14.190 miliardi di km
(Sole – confini gravitazionali) x 3
264.880 UA – 4.2 a.l.
39.732 miliardi di km
FASCIA DI EDGEWORTH-KUIPER [30-55 UA] Nettuno influenza e plasma la Fascia esattamente come fa Giove con la Fascia degli Asteroidi. 20 volte più estesa della Fascia degli Asteroidi e 20-200 volte più massiccia Di forma toroidale (molti corpi si ammassano a grande distanza dall'eclittica) La composizione chimica degli oggetti è simile a quella delle comete Risonanza orbitale: si ha quando due (o più corpi) gravitazionalmente interagenti hanno periodi di rivoluzione tali che il loro rapporto è esprimibile in frazioni di numeri interi piccoli. Utilità: stabilizzazione e rafforzamento delle orbite. Es: Plutone e plutini (2:3) Qui troviamo gli Oggetti Transnettuniani (TNO), la cui orbita è in parte o completamente oltre quella di Nettuno. In particolare la Fascia di Kuipers ospita i Kuiper Belt Objects (KBO) .
KUIPER BELT OBJECT (KBO)
- KBO classici
- Cubewani (1992 QB1)
Posti tra le due risonanze 2:3 e 1:2, dove l'influenza di Nettuno è minima e le orbite
indisturbate; bassa inclinazione ed eccentricità. I pianeti nani Makemake e Haumea ne
fanno parte.
- KBO risonanti
- Plutini (2:3)
Grande eccentricità orbitale, sintomo di un allontanamento dal loro luogo di nascita causato
della migrazione di Nettuno. Costituiscono ¼ della Fascia. Il capostipite è ovviamente il
pianeta nano Plutone.
- Twotini (1:2)
Risonanza poco affollata
- Altre risonanze : 3:4, 3:5, 4:7, 2:5 .OGGETTI TRANSNETTUNIANI ( TNO = KBO + SDO + … ) In rosso i Plutini, in blu i Cubewani e in grigio gli Oggetti del Disco Diffuso.
DISCO DIFFUSO (SDO) Caratterizzato dalla presenza di corpi ghiacciati anche di grandi dimensioni e dalle orbite fortemente eccentriche ed inclinate, risultato della passata influenza gravitazionale dei pianeti giganti e di quella continua di Nettuno. Il pianeta nano Eris ne fa parte. Le aree interne del Disco Diffuso si sovrappongono alla Fascia di Kuiper, ma quelle esterne raggiungono aree estremamente distanti dal Sole e dal piano dell'eclittica. L'estrema instabilità che caratterizza questa regione darebbe origine alle comete periodiche, ma anche ad oggetti della Nube di Oort e ad alcuni Centauri. Perielio 35 UA ed afelio ad oltre 100 UA. E' possibile che la classe dei Detached Objects, come Sedna, ne faccia parte.
DETACHED OBJECTS
Si tratta di oggetti che transitano su ampie orbite tra il Disco Diffuso e la Nube di Oort, in
quella che solo amministrativamente viene chiamata Detached Region.
Sedna è ufficialmente catalogato dal MPC come Detached Object, ma c'è molta incertezza.
- Sednoidi
Hanno perielio ad oltre 50 UA ed una distanza media di oltre 150 UA.
Al momento solo Sedna e 2012 VP113 appartengono a questa categoria.
La loro orbita fortemente ellittica è del tutto particolare:
- orbita e perielio pesantemente perturbate da una stella di passaggio
(ammasso stellare originario del Sole);
- orbita risente della presenza di un oggetto planetario oltre la Fascia di Kuiper
(Nono Pianeta);
- sono stati strappati dall'orbita di una sella vicina durante un passaggio ravvicinato.
La scarsità di oggetti tra 50 e 75 UA è indice di un vero e proprio vuoto
nel Disco Diffuso, che sembra essere reale e non un artefatto osservativo.ELIOSFERA
E' quella regione di spazio dove la densità del vento solare
supera quella del mezzo interstellare.
Forma e dimensione variano a seconda del ciclo solare.
2009-2011: forma schiumosa (e non cometaria) dei confini
2012: forse il Bow Shock non esiste.
Sistema planetario: vento solare a 300-800 km/s
Termination shock: il vento solare diventa subsonico
75-90 UA.
Heliosheath: il vento solare continua a rallentare.
Inizia a 80-100 UA dal Sole e si estende
per 10-100 UA.
Eliopausa: il vento solare viene completamente
arrestato dal mezzo interstellare.
Improvviso aumento dei raggi cosmici e
cambio dell'orientamento del campo
magnetico solare. 120 UA circa.
Bow Shock: onda d'urto prodotta dal movimento del
Sole nel mezzo interstellare.
Sarebbe a circa 230 UA, ma pare non esista.ESPLORAZIONE DEL SISTEMA SOLARE PROFONDO Pioneer 10 (2.3.1972 – 23.1.2003) Raggiunse operativa le 80 UA dal Sole. Raggiungerà Aldebaran tra 2 milioni di anni. Distanza : 119.6 UA - Velocità: 12 km/s Pioneer 11 (6.4.1973 – 30.9.1995) Distanza: 95.3 UA in direzione della costellazione dello Scudo Raggiungerà una stella dell'Aquila tra 4 milioni di anni Velocità: 11.4 km/s
Voyager 1 (5.9.1977- in corso) Il 25 agosto 2012, a 121 UA dal Sole, entra ufficialmente nello spazio interstellare. Raggiungerà la stella Gliese 445 (1.7 a.l.) tra 38.000 anni. Termination Shock (94 UA). Velocità: 17 km/s in direzione della costellazione Dell'Ofiuco. Distanza: 137.87 UA Voyager 2 (20.8.1977 – in corso) L'11.9.2007 la sonda ha rilevato e misurato con certezza il Termination Shock (84 UA). Velocità: 15.4 km/s – Distanza: 113.9 UA in direzione della costellazione del Pavone. Supererà nel 2023 la Pioneer 10, ma mai la gemella! Tra 40.000 anni passerà a 1.7 a.l dalla stella Ross 248, che ora di allora sarà la stella più vicina al Sole (appena 3 a.l.). Tra 296.000 anni passerà a 4.3 a.l da Sirio.
New Horizons (19.1.2006 – in corso)
Prima sonda a raggiungere Plutone (14.7.2015).
L'1.1.2019 raggiungerà il KBO 2014 MU66, a 43.4 UA dal
Sole, nell'ambito dell'estensione KEM.
New Horizons non supererà mai la Voyager 1: a 100 UA
viaggerà a 13 km/s!
Non è stato ancora definito un piano di volo interstellare
poiché la missione è ancora in corso (2026 – 2038).
Velocità: 14.3 km/s
Direzione: costellazione del
Sagittario
Boosters del terzo stadioNUBE DI OORT (2.000 – 200.000 UA) Regione teorica da cui proverrebbero le comete di lungo periodo: - simmetria sferica nelle traiettorie di arrivo delle comete come Hale-Bopp e Hyakutake - alcune comete di lungo periodo hanno afeli tra le 10.000 e le 20.000 UA dal Sole. A quelle distanze la radiazione solare è ininfluente sulle orbite di questi oggetti, che rimangono quindi sostanzialmente in quiete. Prendendo come riferimento la cometa di Halley è stato calcolato che la massa totale della Nube di Oort sarebbe pari a 5 masse terrestri. Suddivisione: - Nube di Hills : area interna di forma toroidale (2.000 – 20.000 UA) - Nube di Oort : area esterna di forma sferica (20.000 – 50.000-200.000 UA) Da recenti modelli si può ipotizzare che tali differenti forme siano state plasmate dalle perturbazioni indotte dalle stelle dell'ammasso cui è nato il Sole, all'epoca vicinissime. Sedna – 76.1 UA – 936 UA 2012 VP113 – 80 UA – 438 UA Il confine esterno della Nube di Oort coincide con la Sfera di Hill del Sole e rappresenta il vero confine del sistema solare.
PERTURBAZIONI GRAVITAZIONALI ESTERNE Scholz's Star Sistema binario che 70.000 anni fa attraversò la Nube di Oort a 52.000 UA dal Sole (20 a.l., mv 18.3, Mon). Le comete perturbate impiegheranno circa 2 milioni di anni a raggiungere il sistema solare interno. Gliese 710 La stella passerà all'interno della Nube di Oort tra 1.35 milioni di anni, ad appena 13.000 UA dal Sole (raggiungendo mv -2.7, 1 arcmin/yr) . Avrà sicuramente ripercussioni. (63.8 a.l., mv 9.7, Ser). Curiosità: moto proprio ridotto per la distanza, quindi.... Nemesis Ipotetica nana compagna del Sole, responsabile di periodiche estinzioni di massa e bombardamenti asteroidali/cometari. Nessuna correlazione con datazione crateri ed estinzioni di massa. Survey apposite non hanno ancora trovato nulla, ipotesi non più necessaria. Nono Pianeta Ipotetico pianeta transnettuniano che spiegherebbe le anomalie nelle orbite di vari TNO-SDO. Superterra (10mT, 2-4rT, 15.000y, e>>) o forse gigante gassoso... Ricerche ancora in corso occasionalmente. Si preferiscono spiegazioni legate alla migrazione planetaria e agli incontri con altre stelle di passaggio o sorelle del Sole.
IL MEZZO INTERSTELLARE Si tratta di tutto ciò che si trova tra un sistema stellare e l'altro nella galassia. - gas (ionizzato, atomico, molecolare) - polveri - raggi cosmici Densità: 1 - 1 milione di molecole per cm3 (nulla, se consideriamo le 10 miliardi di miliardi di molecole per cm3 sulla Terra al livello del mare!). Il 99% è gas, l'1% polveri. Soggetto al fluire dei venti stellari, delle onde d'urto delle supernovae e delle attività violente delle stelle. Risente anche dei campi magnetici e gravitazionali degli oggetti che lo abitano, primo su tutti quello della nostra Galassia.
VIAGGIO INTERSTELLARE – STARSHOT (12.4.2016 - ?) Prevede una flotta di vele solari (StarChips) che, viaggiando al 20% della velocità della luce, raggiungano il sistema di Alfa Centauri in circa 20 anni. Il lancio è ipotizzato attorno al 2030. Le vele verrebbero sospinte da laser terrestri fino a 100 GW e la comunicazione con la Terra sarebbe anch'essa gestita da laser. Implicazioni per Alfa Centauri, Proxima b, esopianeti. StarChip (concept) 1 grammo, 1 centimetro, 4 fotocamere miniaturizzate (min 2MP), sistemi di navigazione e comunicazione (4 processori), PLT, energia ausiliaria (batteria da 150 mg di Plutonio-238 o Americio-241). Scudo in berillio. Vela da 1x1 a 4x4 m per 1 grammo di peso, in compositi del grafene per massimizzare la resa energetica del laser senza pericoli per la sonda.
ALFA CENTAURI Si tratta di un sistema stellare triplo (A, B, C), attualmente il più vicino al Sole che dista appena 4,365 a.l. Delle tre componenti, Proxima è la più prossima al nostro sistema. Proxima compie un'ampia orbita attorno alla coppia stretta AB. La coppia stretta ha un periodo di 80 anni e la distanza tra le due componenti varia tra 11 e 36 UA. (prossimo apoastro: 2075) Proxima si trova a circa 12.000 UA dalla coppia AB, attorno a cui rivoluziona in 550.000 anni. Con e=0.5, si ha un periastro a 4300 UA ed un apoastro a 13000 UA. Ha una massa pari a 1/8 di quella solare ed 1/10 del diametro. Un'eccesso nell'emissione nel medio e lontano infrarosso sarebbe riconducibile ad un disco di polveri in orbita attorno ad AB (o alle singole stelle 2.8 UA/2.5 UA), con una massa pari a un milionesimo della massa lunare. Oggetti substellari nel sistema: - Alfa Centauri Bb (2012 – 2015) Probabilmente non esiste. - U (2014) (ALMA, FarIR 5.5 arcsec da AB: ETNO a 100 UA? Superterra a 300 UA? Nana bruna ultrafredda a 20.000 UA? - Alfa Centauri Bc (2015) Probabilmente non esiste. - Alfa Centauri Cb (2016, alias Proxima b) Confermato ed assai promettente.
Dalla Terra, Proxima appare separata di 2,18° dalla coppia AB.
PROXIMA b (24.4.2016)
Metodo delle velocità radiali (5 km/h)
Distanza: 4,224 a.l.
ESI: 0.87 (dietro solo a Trappist-1d, 0.90,
e Kepler 438b, 0.88)
Raggio = 0,94 - 1,4 Rt
Massa : 1,27 ± 0,18 Mter
Temperatura = 234 K (-39°C)
a= 0,05 UA (rotazione sincrona)
P= 11,186 gt
Eccentricità =Puoi anche leggere
