le stelle - tuttinsiemetuttinsieme.weebly.com/uploads/5/5/0/6/5506151/... · le stelle più fredde...

“R. Casimiri” – appunti di Scienze – classe 1A IPC – 03.03.2012

Prof. Andrea Marri 1

LE STELLE

Di notte vediamo il cielo cosparso di oggetti luminosi, chiamati corpi celesti. Alcuni di essi sono i pianeti del nostro sistema solare, altri sono stelle, altri ancora sono galassie a loro volta formate da miliardi stelle che ci appaiono come un singolo puntino luminoso a causa dell’enorme distanza. Ma cosa sono le stelle? Le stelle sono grandi sfere gassose (non sono solide!), costituite soprattutto da idrogeno ed elio. Le stelle emettono tutto intorno enormi quantità di energia sotto forma di luce, calore e altre radiazioni. La stella a noi più nota (e più vicina!) è il nostro Sole. Il fatto che una stella nel cielo ci appaia più luminosa di un’altra può dipendere da due motivi:

1. la stella emette effettivamente più luce; 2. la stella è più vicina a noi e quindi solo

apparentemente ci sembra più luminosa. Per questo la luminosità delle stelle si misura con una grandezza chiamata magnitudine, che può essere apparente (cioè misura la luminosità così come ci appare dalla Terra) o assoluta (misura la luminosità come se tutte le stelle fossero alla stessa distanza da noi). A occhio nudo non si nota, ma le stelle hanno colori differenti, dal rosso all’azzurro. Il colore dipende dalla temperatura della stella. Le stelle più fredde sono rosse, le più calde sono bianche e azzurre. In mezzo ci stanno le stelle gialle come il nostro Sole. Sembra il contrario della nostra esperienza perché in genere pensiamo al fuoco che è rosso e alla neve che è bianca. In realtà è come quando si riscalda un pezzo di ferro alla fiamma: prima diventa rosso, poi giallo e infine, quando è caldissimo, il pezzo di ferro diventa bianco. Se potessimo raggiungere le più alte temperature diventerebbe azzurro. Il grafico che rappresenta la luminosità delle stelle in funzione della temperatura è detto diagramma H-R: la maggior parte delle stelle è disposta lungo la cosiddetta sequenza principale del diagramma.

Figura 1: una stella

Figura 2: diagramma H-R

mailto:[email protected]



Le stelle nascono, si evolvono e muoiono. Le stelle nascono in ammassi di polvere e gas chiamati nebulose.

LE GALASSIE

Le galassie sono composte da stelle, polveri e gas, principalmente il gas è idrogeno. Le forme delle galassie sono:

– spirale; – barrata (ha una barra centrale dove sta il nucleo); – ellittica (l’ellisse ha due fuochi); – irregolare.

La galassia in cui si trova il Sole e la Terra si chiama “Via Lattea”. Ha forma di spirale. C’è un nucleo più denso di stelle all’interno.

più caldo meno caldo

Figura 3: una nebulosa

Figura 4: una tipica galassia a spirale




ORIGINE DELL’UNIVERSO

La teoria più accreditata ritiene che l’Universo si stia espandendo cioè le galassie si vanno allontanando l’una dall’altra. Questo vuol dire che andando indietro nel tempo, le galassie erano sempre più vicine fra di loro. Quindi c’è stato un momento, tanti miliardi di anni fa, in cui tutta la massa dell’Universo era contenuta in un unico punto. In questo punto (chiamato “singolarità”) all’inizio la temperatura era altissima: ci fu un’esplosione (da cui il nome di teoria del Big Bang, che in inglese significa “grande esplosione”), in seguito alla quale si formarono le componenti della materia (le particelle del nucleo, cioè protoni, neutroni ed elettroni). Poi si formarono gli elementi (prima i più leggeri come l’idrogeno e l’elio), la temperatura cominciò a diminuire e l’Universo iniziò a espandersi dal quel singolo punto. Con il tempo (miliardi di anni) si sono formate le galassie, le stelle e solo per ultimi i pianeti. Che ne sarà dell’Universo? Non si sa con certezza. Due ipotesi:

1. l’Universo si espanderà all’infinito; 2. l’Universo rallenterà la sua espansione e poi comincerà a contrarsi.

IL SOLE

Il Sole, la stella intorno alla quale ruota il nostro pianeta, è composto principalmente da idrogeno (73%) e elio (25%). Il Sole è una stella a strati che sono, a partire dal più interno:

1. nucleo; 2. zona radiativa; 3. zona convettiva; 4. fotosfera; 5. cromosfera; 6. corona solare.




SISTEMA SOLARE

Il Sole e i corpi celesti che si muovono intorno ad esso (pianeti, satelliti, asteroidi, comete) prendono il nome di Sistema Solare.

Figura 5: strati del sole ed elementi notevoli

Figura 6: il Sistema Solare

corona solare




I pianeti sono corpi con forma sferica, senza reazioni nucleari al loro interno, che percorrono un’orbita ellittica intorno al Sole. Attualmente sono stati classificati come pianeti i seguenti otto corpi celesti (a partire dal più vicino al Sole):

1. Mercurio 2. Venere 3. Terra 4. Marte 5. Giove 6. Saturno 7. Urano 8. Nettuno.

Plutone era considerato il nono pianeta fino al 2006, ma ora è stato “declassato” a pianeta nano (corpi che condividono la loro orbita intorno al Sole con altri corpi). Il moto dei pianeti intorno al Sole (detto movimento di rivoluzione) è stato studiato da Keplero (nato nel 1571 e morto nel 1630), un astronomo tedesco il quale elaborò tre leggi che descrivono il moto di tutti i corpi celesti intorno al Sole, chiamate appunto Leggi di Keplero.

MOTI DELLA TERRA

La Terra ruota intorno al Sole (moto di rivoluzione) e su se stessa, intorno all’asse terrestre Polo Nord - Polo Sud (moto di rotazione). Una conseguenza del moto di rotazione della Terra intorno al proprio asse è il movimento apparente del Sole attraverso il cielo e quindi l’alternanza del dì (giorno) con la notte. Per compiere un giro completo su se stessa la Terra impiega 24 ore.

Figura 7: Keplero

circolo di illuminazione

Figura 8: posizione della Terra al solstizio d'estate




La fascia di confine che divide la parte illuminata della Terra da quella oscura si chiama circolo di illuminazione. Un’altra conseguenza del moto di rotazione della Terra intorno al proprio asse è la Forza di Coriolis, una forza apparente che influisce sulla formazione dei venti, delle tempeste e delle correnti oceaniche. Il moto ellittico della Terra intorno al Sole è detto di rivoluzione. La Terra impiega 365 giorni per compiere un giro completo. Il punto dell’orbita più vicino al Sole è chiamato perielio, il più lontano afelio. Il piano immaginario sul quale la Terra compie la sua orbita intorno al Sole è chiamato eclittica. L’asse terrestre è inclinato di 23 gradi circa rispetto alla perpendicolare all’eclittica. Tanto più vicino è il Sole alla perpendicolare rispetto alla superficie terrestre, tanto più è caldo. Ci sono quattro punti notevoli nell’orbita terrestre. Quando la Terra si trova:

- nel punto più lontano dal Sole (afelio) abbiamo il solstizio d’estate (21 giugno). Attenzione! Il fatto che sia estate sul nostro emisfero, non significa che la Terra sia più vicina al Sole, ma che i raggi cadono più vicini alla perpendicolare (vedi Figura 8)! In questa data c’è il dì più lungo e la notte più corta.

- nel punto più vicino al Sole (perielio) abbiamo il solstizio d’inverno (22 dicembre). Attenzione! Il fatto che sia inverno sul nostro emisfero, non significa che la Terra sia più lontana dal Sole, ma che i raggi cadono meno vicini alla perpendicolare! In questa data c’è il dì più corto e la notte più lunga.

- il 23 settembre il dì e la notte hanno la stessa durata in tutti i punti della Terra: quel giorno si chiama Equinozio d’autunno. Il Sole è perfettamente perpendicolare all’Equatore (vedi Figura 11).

- il 22 marzo il dì e la notte hanno la stessa durata in tutti i punti della Terra: quel giorno si chiama Equinozio di primavera. Il Sole è perfettamente perpendicolare all’Equatore.

perielio 146 mila km

afelio 151 mila km

Figura 9: inclinazione dell'asse terrestre rispetto all'eclittica

Figura 10: solstizi ed equinozi




In conclusione possiamo dire che la combinazione del moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole e dell’inclinazione dell’asse terrestre ha come conseguenza l’alternanza delle stagioni e il susseguirsi di solstizi ed equinozi.

LUNA

La Luna è il nostro satellite naturale (cioè un corpo che ruota intorno alla Terra). È una sfera di roccia che non emette luce, grande più o meno come un quarto del nostro pianeta. Ci appare luminosa perché riflette la luce del Sole. Ci appare più grande del Sole solo perché è molto più vicina. È l’unico corpo celeste su cui l’uomo ha mai messo piede (la prima volta nel 1969). La Luna compie un moto di rotazione intorno al proprio asse e un moto di rivoluzione orbitando intorno alla Terra. Poiché questi due moti hanno uguale durata la Luna ci mostra sempre la stessa faccia. I diversi aspetti con cui la Luna appare a un osservatore terrestre si chiamano fasi (plenilunio, luna nuova, luna crescente e luna calante). Le fasi dipendono dalla posizione che la Luna assume rispetto alla Terra e al Sole che la illumina.

Figura 11: posizione della Terra all'equinozio

Figura 12: astronauta sulla Luna

Figura 13: fasi lunari




mailto:[email protected]_2Typewritten Textvideo: cliccare sull'immagine per avviare

Le stelleLe galassieOrIgine dell’UniversoIl SoleSistema solareMoti della TerraLuna

le stelle - tuttinsiemetuttinsieme.weebly.com/uploads/5/5/0/6/5506151/... · le stelle più fredde...

Documents