Sistema solare

(136199) Eris (67,65  AU ) è il più grande oggetto sparso conosciuto. Causa una polemica e quindi un chiarimento sullo stato del pianeta al momento della sua scoperta, perché è di dimensioni simili a quella di Plutone, allora considerato un pianeta, motivo per cui prende il nome dalla dea greca della discordia , Eris . È il secondo pianeta nano più grande del Sistema Solare, con un diametro di 2.326 chilometri, e il più massiccio, con la sua massa maggiore del 27% rispetto a quella di Plutone. La sua orbita è molto eccentrica, al perielio di circa 38  AU e all'afelio di circa 97  AU , cioè un'eccentricità orbitale di 0,44; forma anche un grande angolo con il piano dell'eclittica, esibendo un'inclinazione orbitale maggiore di 44°. Eris ha una luna, Dysnomy .

Regioni lontane

Eliosfera, eliogaina ed eliopausa

L' eliosfera , la bolla di vento stellare generata dai venti solari , rappresenta la regione dello spazio dominata dalle particelle atomiche proiettate dal Sole. Il vento solare viaggia alla sua velocità massima di diverse centinaia di chilometri al secondo fino a quando non si scontra con i venti opposti del mezzo interstellare .

Questo punto di collisione, chiamato shock terminale , si trova approssimativamente tra 80 e 100  AU dal Sole di fronte al suo percorso e fino a circa 200  AU dal Sole dietro il suo percorso. Il vento poi rallenta notevolmente, si condensa e diventa più turbolento , formando una grande struttura ovale, l' eliodder . Sembrerebbe e si comporterebbe in modo abbastanza simile a una coda di cometa , estendendo alcune dozzine di unità astronomiche nella direzione del percorso del Sole e molte altre nella direzione opposta.

Il limite esterno dell'eliosfera, l' eliopausa , è il punto in cui il vento solare si estingue e inizia lo spazio interstellare . La forma dell'eliopausa sarebbe influenzata dalle interazioni con il mezzo interstellare e da fattori interni come i brillamenti solari o il campo magnetico solare . Voyager 1 è il primo oggetto creato dall'uomo a superare questo punto,agosto 2012. Oltre l'eliopausa, a circa 230  UA dal Sole, ci sarebbe lo Shock Arc , un'area di plasma interstellare rallentata dal suo incontro con l'eliosfera mentre il Sole viaggia attraverso la Via Lattea .

Oggetti staccati

Gli oggetti sciolti sono una classe particolare di oggetti transnettuniani il cui perielio è abbastanza lontano dal Sole da non essere quasi più influenzato da Nettuno, da cui il loro nome. Quelli con un perielio maggiore di 50  AU sono i sednoidi .

Sedna (506  AU ) è il più grande oggetto distaccato conosciuto. È un grande pianeta minore rossastro simile a Plutone e la cui orbita molto eccentrica ( e = 0,85 ) lo porta a 76  UA dal Sole al perielio ea 928  UA all'afelio. Il suo periodo di rivoluzione è di circa 12.000 anni ed era a 89,6  UA dal Sole quando è stato scoperto nel 2003.

Si dice che la composizione della sua superficie sia simile a quella di altri oggetti transnettuniani, comprendenti principalmente una miscela di acqua ghiacciata, metano e azoto, nonché tolina . Il suo diametro è di circa 1.000 chilometri, il che lo rende un candidato allo status di pianeta nano , sebbene la sua forma non sia nota con certezza.

Hills Cloud e Oort Cloud

La nuvola di Oort è un'ipotetica nube sferica di fino a un trilione di oggetti ghiacciati che potrebbe essere la fonte di comete di lunga durata. Circonderebbe il Sistema Solare con una forma sferica e questo guscio potrebbe estendersi da 10.000  AU fino a forse oltre 100.000  AU (1,87  al ). Sarebbe composto da comete espulse dal Sistema Solare interno a causa delle interazioni gravitazionali di pianeti giganti, in particolare Giove. Si ritiene che la stragrande maggioranza delle comete del Sistema Solare si trovi lì, il loro numero stimato è dell'ordine di un trilione (10 12 ). La massa totale di questi oggetti sarebbe di circa una massa terrestre .

Gli oggetti nella nuvola di Oort si muovono molto lentamente e possono essere disturbati da eventi poco frequenti come collisioni, effetti gravitazionali di una stella vicina o marea galattica . Nonostante scoperte come quella di Sedna, l'area tra la fascia di Kuiper e la nube di Oort rimane in gran parte sconosciuta.

La nube di Hills , o nube interna di Oort, è un'ipotetica zona intermedia della fascia di Kuiper e della nube di Oort che si troverebbe tra poche centinaia e poche decine di migliaia di unità astronomiche del Sole. Sarebbe molto più sparso della nuvola di Oort.

limiti

La superficie dove finisce il Sistema Solare e inizia il mezzo interstellare non è definita con precisione, poiché i limiti esterni sono modellati da due forze, il vento solare e la gravità del Sole. Quindi, se il limite dell'influenza del vento solare si ferma all'eliopausa dopo quasi quattro volte la distanza del Sole da Plutone, la sfera di Collina del Sole - il raggio effettivo del suo dominio gravitazionale - si estende mille volte più lontano e racchiude l'ipotetica nuvola di Oort . Si tratta di due anni luce , o metà della distanza dalla stella più vicina Alpha Centauri , e potrebbe estendersi fino a circa un parsec (3,26 AU).

Sfondo galattico

Posizione

Il Sistema Solare si trova nella Via Lattea , una galassia a spirale barrata con un diametro di circa 100.000  anni luce contenente tra 100 e 400 miliardi di stelle. Il Sole risiede in uno dei bracci a spirale esterni della galassia , il braccio di Orione , o braccio locale, a una distanza di (8.178 ± 26)  parsec , o (26.673 ± 83) anni luce, dal centro galattico . La sua velocità di rotazione nella galassia è di quasi 250  km/s , quindi la circonda ogni 220-250 milioni di anni circa. Questa rivoluzione è l' anno galattico del Sistema Solare. Inoltre, il percorso del Sole oscilla perpendicolarmente al piano galattico circa 2,7 volte per orbita. L' apice solare , la direzione del moto del Sole attraverso lo spazio interstellare, è vicino alla costellazione di Ercole , nella direzione dell'attuale posizione della stella luminosa Vega . Il piano dell'eclittica forma un angolo di 62,87° rispetto al piano galattico .

La posizione del Sistema Solare nella Galassia è probabilmente un fattore nella storia evolutiva degli esseri viventi sulla Terra . La sua orbita è quasi circolare e viene percorsa all'incirca alla stessa velocità di rotazione dei bracci a spirale, il che significa che raramente li attraversa. Poiché i bracci a spirale ospitano una concentrazione molto maggiore di supernove potenzialmente pericolose - poiché generano radiazioni e instabilità gravitazionali - questa disposizione ha permesso alla Terra di sperimentare lunghi periodi di stabilità interstellare, permettendo alla vita di apparire e di espandersi.

Il Sistema Solare orbita anche alla periferia della galassia, lontano dal centro galattico la cui densità stellare è molto più alta intorno al buco nero supermassiccio centrale Sagittarius A* , con una massa più di quattro milioni di volte quella del Sole. Vicino al centro, l'influenza gravitazionale delle stelle vicine distruggerebbe più spesso la nube di Oort e spingerebbe più comete verso il Sistema Solare Interno , producendo collisioni con conseguenze potenzialmente catastrofiche. Sulla scala della vita del Sistema Solare , un incrocio di un'altra stella a 900  UA rimane statisticamente possibile e causerebbe tali effetti. L'intensa radiazione proveniente dal centro galattico potrebbe anche interferire con lo sviluppo di forme di vita complesse. Anche nell'attuale posizione del Sistema Solare, alcuni scienziati ipotizzano che le recenti supernove potrebbero aver danneggiato la vita negli ultimi 35.000 anni, emettendo pezzi di nucleo stellare verso il Sole come polvere radioattiva o di corpi simili a comete.

Quartiere

Il Sistema Solare si trova nella nuvola interstellare locale , o peluche locale, un'area relativamente densa all'interno di una regione meno densa, la Bolla Locale . Quest'ultima è una cavità media interstellare a forma di clessidra larga circa 300 anni luce (al). La bolla contiene plasma ad alta temperatura e molto diluito, il che suggerisce che sia il prodotto di diverse supernove recenti. Il sistema è anche vicino alla vicina nube G , ma non è certo se il Sistema Solare sia completamente integrato nella nube interstellare locale o se sia nella regione in cui interagiscono la nube interstellare locale e la nube G.

Ci sono relativamente poche stelle entro dieci anni luce dal Sole , il sistema più vicino è quello di Alpha Centauri , un sistema triplo distante 4.4  al . Alpha Centauri A e B sono una coppia di stelle simili al Sole, mentre la piccola nana rossa Proxima Centauri (Alpha Centauri C) circonda le altre due a una distanza di 0,2  al . Nel 2016 viene confermato che un esopianeta potenzialmente abitabile è in orbita attorno a Proxima Centauri , chiamato Proxima Centauri b  ; è quindi l'esopianeta confermato più vicino al Sole, 4.2  al dalla Terra. In precedenza, Gliese 581 c occupava questo posto, situato a 20,4  al .

Le altre stelle più vicine al Sole sono le nane rosse della stella di Barnard (5.9  al ), Wolf 359 (7.8  al ) e Lalande 21185 (8.3  al ). La stella più grande entro 10  al è Sirio , una stella luminosa della sequenza principale a circa 8,6  al di distanza che si dice abbia circa il doppio della massa del Sole e attorno alla quale una nana bianca di nome Sirio B. Le due nane brune più vicine sono la binaria Luhman 16 sistema (6.6  al ). Altri sistemi entro dieci anni luce includono il sistema binario Luyten 726-8 (8.7  al ) e la nana rossa solitaria Ross 154 (9.7  al ).

La singola stella simile al Sole più vicina è Tau Ceti , a 11,9  al di distanza , che è l'80% della massa del Sole , ma solo il 60% della sua luminosità . L' oggetto libero noto di massa planetaria più vicino al Sole è WISE 0855-0714 , un oggetto con una massa inferiore a 10  masse gioviane situata a circa 7  al .

Allenamento e sviluppo

Addestramento

La spiegazione più comunemente accettata per la formazione del sistema solare è l' ipotesi nebulare , menzionato per la prima volta nel XVII °  secolo da René Descartes e il XVIII °  secolo da Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace . Secondo questa tesi, la nebulosa solare - una nube di gas e polvere - che ha dato vita al Sole si sarebbe formata circa 4.567 miliardi di anni fa (Ga) dal collasso gravitazionale di parte di un gigante di nubi molecolari . Questo, largo diversi anni luce , probabilmente ha dato vita a diverse stelle.

Gli studi sui meteoriti rivelano tracce di elementi prodotti solo nel cuore di esplosioni di stelle molto grandi , indicando che il Sole si è formato all'interno di un ammasso stellare e vicino a supernove . L' onda d'urto di queste supernove potrebbe aver causato la formazione del Sole creando regioni di sovradensità nella nebulosa circostante, permettendo alla gravità di prendere il sopravvento sulla pressione interna del gas e avviare il collasso. Tuttavia, la presenza di una supernova vicino a un disco protoplanetario rimane altamente improbabile e vengono proposti altri modelli.

La regione che diventerà il Sistema Solare, o nebulosa solare , ha un diametro compreso tra 7.000 e 20.000  UA e una massa di poco superiore a quella del Sole, con un eccesso di 0,001 a 0,1 di  massa solare . Come e misura del suo collasso, il momento angolare di conservazione della nebulosa rotante e più veloce, mentre il materiale è condensato , gli atomi si scontrano più frequentemente. Il centro, dove si accumula la maggior parte della massa, diventa progressivamente più caldo del disco circostante. L'azione della gravità, della pressione del gas, del campo magnetico e della rotazione provoca l'appiattimento della nebulosa un disco protoplanetario in rotazione con un diametro di circa 200  ua e che circonda una protostella densa e calda. Dopo milioni di anni, la pressione e la densità dell'idrogeno al centro della nebulosa diventano sufficientemente elevate da consentire alla protostella di iniziare la fusione nucleare , aumentando le sue dimensioni fino a raggiungere l'equilibrio idrostatico , quando l'energia termica contrasta la contrazione gravitazionale; queste reazioni forniranno alla stella energia per circa 12  Ga .

Gli altri corpi del Sistema Solare si formano poi dal resto della nube di gas e polvere. Secondo i modelli attuali, questi prendono forma per accrescimento  : granelli di polvere orbitanti attorno alla protostella centrale si agglutinano e diventano ammassi di pochi metri di diametro formati per contatto diretto, poi si scontrano per formare planetesimi di diversi chilometri di diametro.

Il sistema solare interno è quindi troppo caldo per la condensazione di molecole volatili come l' acqua o il metano : i planetesimi che vi si formano sono quindi relativamente piccoli, rappresentando circa lo 0,6% della massa del disco, e formati principalmente da composti con punto di fusione alto, come silicati e metalli . Questi corpi rocciosi alla fine diventano i pianeti tellurici . Più avanti, gli effetti gravitazionali di Giove impediscono l'accrescimento di planetesimi, formando la cintura degli asteroidi . Ancora oltre la linea del ghiaccio , dove i composti ghiacciati volatili possono rimanere solidi, Giove e Saturno diventano giganti gassosi e diventano abbastanza massicci da catturare idrogeno ed elio direttamente dalla nebulosa. Urano e Nettuno catturano meno materia e sono principalmente costituiti da ghiaccio . Le loro densità inferiori suggeriscono anche che abbiano una frazione inferiore di gas catturata dalla nebulosa e quindi che si siano formati in seguito. Mentre i pianeti terrestri hanno pochi satelliti, i pianeti giganti hanno sistemi di anelli e molti satelliti naturali . Molti di questi, detti "regolari" , hanno origine dal disco che si accumula attorno a ciascun pianeta come formazione di un sistema planetario in miniatura. Le altre lune sarebbero il risultato di collisioni - per esempio, la formazione della Luna sarebbe la conseguenza di un impatto gigante  - o di catture di asteroidi.

Il tempo di accrescimento dei pianeti sarebbe dell'ordine di qualche milione di anni, sebbene le durate di questi scenari di accrescimento restino controverse. È possibile che i pianeti giganti si siano aggregati più velocemente di quelli terrestri e che Giove sia il più antico, raggiungendo un milione di anni. Quando il Sole inizia a produrre energia sufficiente, che si stima sia circa dieci milioni di anni dopo la sua formazione, il vento solare inizia a lavare via gas e polvere dal disco protoplanetario, fermando la crescita dei pianeti.

Evoluzione

I modelli attuali suggeriscono che la densità della materia nelle regioni esterne del Sistema Solare è troppo bassa per spiegare la formazione di grandi corpi come i pianeti giganti di ghiaccio per accrescimento cardiaco . Quindi, un'ipotesi favorita per spiegare il loro aspetto è che si siano formati più vicino al Sole, dove la densità della materia era maggiore, quindi che abbiano poi effettuato una migrazione planetaria verso le loro orbite attuali dopo il ritiro del disco protoplanetario gassoso. Il flusso di spiegazioni più ampiamente accettato dei dettagli di questa ipotesi è il modello di Nizza , che esplora l'effetto di una migrazione di Nettuno e degli altri pianeti giganti sulla struttura della fascia di Kuiper. L'ipotesi Grand Tack suggerisce anche che Giove e Saturno potrebbero essere migrati all'interno del Sistema Solare poco dopo la loro formazione, prima di migrare nella direzione opposta. Queste migrazioni di pianeti giganti avrebbero fortemente influenzato le traiettorie di piccoli corpi nel Sistema Solare e sarebbero state all'origine della creazione di molte comete, tra le altre.

Il modello di Nizza aiuta anche a spiegare un periodo teorico nella storia del Sistema Solare che si sarebbe verificato circa da 4,1 a 3,9  Ga fa , il grande bombardamento tardivo . Ciò sarebbe segnato da un notevole aumento degli impatti meteorici o cometari sui pianeti tellurici , scoperti grazie alla datazione delle rocce lunari segnalata durante il programma Apollo . Infatti, la migrazione dei pianeti giganti avrebbe prodotto varie risonanze , portando a destabilizzare le cinture di asteroidi esistenti in questo periodo. Tuttavia, l'esistenza di un grande bombardamento tardivo viene seriamente messa in discussione; Ad esempio, alcuni astronomi sostengono che l'elevata concentrazione di impatto misurata in quel momento sarebbe basata su un campione di rocce in un unico bacino da impatto lunare.

Insomma, i primi miliardi di anni del Sistema Solare sono più “violenti” di quanto si conosce attualmente, caratterizzato da numerose collisioni e cambi di orbita. Tuttavia, fenomeni simili continuano a verificarsi, anche se su scala minore. Inoltre, i corpi del Sistema Solare hanno subito cambiamenti anche nella loro struttura interna: alcuni hanno conosciuto differenziazioni e formato nuclei , cappotti e croste planetarie , altri hanno visto la comparsa di oceani subglaciali , hanno iniziato a generare magnetosfere o addirittura si sono sviluppati e poi mantenuti un'atmosfera planetaria .

Futuro

A causa dell'accumulo di elio nel nucleo della stella , la luminosità solare aumenta lentamente lungo la scala temporale geologica. Pertanto, la luminosità aumenterà del 10% nei prossimi 1,1 miliardi di anni e del 40% nei prossimi 3,5 miliardi di anni (3,5  Ga ). I modelli climatici indicano in modo tale che l'aumento della radiazione che raggiunge la Terra rischia di avere conseguenze drammatiche sulla sostenibilità del suo clima "terreno", compresa la scomparsa degli oceani entro 1-1,7  Ga , che farà precipitare il clima della Terra in quello venusiano. tipo e dovrebbe spazzare via tutte le forme semplici di vita sulla sua superficie.

Una stella come il Sole ha una durata di vita stimata nella sequenza principale di 9-10  Ga mentre la sua età attuale è di 4.567  Ga . Così, come parte della sua evoluzione , il Sole diventerà una gigante rossa in più di 5  Ga  : i modelli prevedono che si gonfierà fino a raggiungere circa 250 volte il suo raggio attuale perdendo circa il 30% della sua massa, ma nel diventare mille volte più luminoso di oggi. Questa riduzione di massa avrà come conseguenza l'allontanamento delle orbite dei pianeti. Ad esempio, un modello suggerisce che la Terra si troverà in un'orbita di 1,7  UA dal Sole quando quest'ultimo raggiungerà il suo raggio massimo di 1,2  UA e inghiottirà Mercurio e Venere. Tuttavia, altre simulazioni suggeriscono che anche la Terra potrebbe essere assorbita dall'atmosfera solare. Inoltre, i satelliti galileiani dovrebbero essere privi del loro ghiaccio e le temperature a livello dell'orbita di Nettuno sarebbero dell'ordine di quelle conosciute nell'orbita terrestre oggi.

Il Sole inizierà quindi un nuovo ciclo di fusione, con l' elio che si fonderà con il carbonio nel suo nucleo, creando un lampo di elio e l' idrogeno che si fonderà con l'elio in uno strato periferico del nucleo; allo stesso tempo, ciò creerà espulsioni di massa e la creazione di una nebulosa planetaria attorno al Sole. Tuttavia, la mancanza di carburante impedirà quindi alla gravità di essere compensata dalle radiazioni e il Sole collasserà su se stesso per diventare una nana bianca molto densa e debole . Si raffredderà gradualmente nel corso di miliardi di anni e alla fine non fornirà più luce o calore al Sistema Solare, avendo poi raggiunto lo stadio di una nana nera .

Elementi orbitali di pianeti e pianeti nani

I parametri orbitali dei pianeti e dei pianeti nani sono molto stabili per secoli e migliaia di anni, ma si evolvono su scale temporali più elevate a causa delle loro interazioni gravitazionali . Le orbite stesse ruotano attorno al Sole e oscillano vari parametri, sebbene la loro disposizione generale sia stabile da miliardi di anni. L' eccentricità dell'orbita terrestre, ad esempio, oscilla con un periodo di 2,4 milioni di anni (Ma). L'evoluzione passata e futura può essere calcolata, ma non oltre un periodo di 60  Ma a causa della natura caotica della dinamica del Sistema Solare - le incertezze del calcolo vengono moltiplicate per dieci ogni 10  Ma . Tuttavia, possiamo trovare caratteristiche più antiche dell'orbita terrestre (e di altri pianeti) grazie alla registrazione geologica del clima e dei cicli Milanković . Otteniamo in particolare che 200  Ma fa , il periodo di oscillazione dell'eccentricità dell'orbita terrestre era solo 1,7  Ma , contro 2,4  Ma oggi. Inoltre, sono state rilevate oscillazioni più fini, con periodi che vanno da 19.000 a 100.000 anni.

I dati contemporanei sono riportati nella tabella seguente:

Scoperta ed esplorazione

Osservazioni pre-telescopiche

Per la maggior parte della storia l' umanità è inconsapevole del concetto di sistema planetario . Infatti, la maggior parte degli studiosi fino al tardo Medioevo e poi al Rinascimento percepiscono la Terra come stazionaria al centro dell'Universo e la considerano categoricamente diversa dagli oggetti in movimento nel cielo . Innanzitutto, il Sole è visto ruotare intorno alla Terra per spiegare il ciclo del giorno e della notte , mentre le stelle sono immaginate su una sfera che ruota anch'essa intorno alla Terra e le comete fanno parte dell'atmosfera terrestre .

Tuttavia, i cinque pianeti più vicini alla Terra (Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno) sono noti fin dalla preistoria come visibili ad occhio nudo . Gli astronomi mesopotamiche arrivano al II °  millennio aC. dC per descrivere aritmeticamente i loro movimenti nel cielo terrestre, lo studio di queste posizioni essendo la base della loro divinazione  ; l' astronomia cinese svolge anche questo ruolo vicino all'astrologia . Gli astronomi greci , tra cui Eudosso di Cnido e Aristotele ( III °  sec  . a.C. ), ne usano la geometria e ipotizzano l'esistenza di sfere concentriche per ogni pianeta - lo chiamano πλανήτης o pianeti , che significa "vagabondo - disponendo in modo complesso in ordine per giustificare i loro movimenti irregolari visti dalla Terra. Insieme al Sole e alla Luna, sono gli unici membri del Sistema Solare conosciuti prima delle osservazioni strumentali . Le sette stelle sono poi associate e hanno un'influenza nella cultura, essendo ad esempio all'origine dei nomi dei giorni della settimana .

Tutte le stelle dovrebbero essere sferiche, come la Luna o la Terra, per rispettare una forma di "perfezione divina" . Il modello geocentrico di Aristotele viene poi semplificata Ipparco ( II °  secolo  aC. ) E perfezionato da Tolomeo ( II °  secolo) nel suo Almagesto attraverso l' epiciclo , che assume una rotazione della Terra su di esso - anche e stelle assimilato a stelle fisse  ; questo modello sarà dominante tra gli studiosi, fino al XVI °  secolo.

Il filosofo greco Aristarco di Samo fu il primo a speculare su un'organizzazione eliocentrica del cosmo nel III °  secolo  aC. DC . Alcuni storici sostengono che l'astronomo indiano Aryabhata sarebbe anche in modo indipendente al V °  secolo - che resta fortemente contestata .. Molto più tardi, il polacco l'astronomo Niccolò Copernico fu il primo a sviluppare un modello eliocentrico matematicamente , il XVI °  secolo, in particolare nel suo trattato sulle rivoluzioni delle sfere celesti . Mentre il modello geocentrico richiede grafici complessi, il suo è più semplice e consente di mettere in relazione la distanza dei pianeti dal Sole e il loro periodo di rivoluzione . Tuttavia, il suo sistema è considerato assurdo dai suoi contemporanei, spesso per considerazioni religiose, ma anche perché Tycho Brahe si oppone all'assenza di spostamento visibile delle stelle fisse durante l'anno per parallasse  ; questo però esiste, ma è troppo debole per essere misurato con gli strumenti del tempo. Anche Tycho Brahe propone un compromesso, il sistema ticonico in cui i pianeti ruotano attorno al Sole e quest'ultimo ruota attorno alla Terra, ma il modello eliocentrico dovrà attendere che prevalga l'avvento delle osservazioni strumentali.

Osservazioni strumentali

Le prime osservazioni del sistema solare in quanto tali sono realizzati con lo sviluppo da parte astronomi del telescopio e il telescopio nei primi anni del XVII °  secolo. Galileo è tra i primi a scoprire i dettagli fisici di altri organismi grazie al suo telescopio: si osserva dal 1609 che la luna è ricoperto di crateri , che il sole ha macchie e che quattro satelliti , i satelliti galileiani , orbita intorno ad esso. Jupiter . La scoperta di satelliti di un pianeta diverso dalla Terra associati all'osservazione delle fasi di Venere ha permesso di rendere popolare il modello eliocentrico di Nicolas Copernico . Inoltre, consentono di legittimare l'idea che le stesse leggi fisiche si applicano ad altri pianeti, che sarà poi formalizzata dalle leggi di Keplero , quindi dalla legge di gravitazione universale proposta da Isaac Newton .

L'invenzione di un nuovo oculare convergente consente a Christian Huygens di continuare i progressi di Galileo scoprendo Titano , il satellite di Saturno , e la forma degli anelli di questo pianeta , sebbene li ritenga solidi. Le sue osservazioni dei pianeti lo portano anche ad una prima stima della distanza Terra-Sole dando circa 25.000  raggi terrestri , ovvero 160 milioni di chilometri, e quindi molto vicini al valore reale. Jean-Dominique Cassini scopre poi altre quattro lune di Saturno, la divisione di Cassini nei suoi anelli e la Grande Macchia Rossa su Giove . Osservando lievi variazioni sulle effemeridi di Io attorno a Giove a seconda della direzione della Terra, propone anche che la luce si muova a una velocità finita , ripresa senza merito da Ole Christensen Rømer .

Le domande sollevate dal funzionamento di un sistema solare eliocentrico trovano risposta grazie alla meccanica newtoniana , esposta per la prima volta in Principi matematici di filosofia naturale nel 1687. Tuttavia, molto rivoluzionaria, viene inizialmente respinta. Tuttavia, il concetto sta iniziando a essere discusso e la prima occorrenza nota del termine "Sistema Solare" risale intorno al 1704. La prima verifica sperimentale della teoria di Newton fu prodotta nel 1758, quando apparve una previsione fatta nel 1716 da Edmond Halley . con la ricomparsa della cometa che porta il suo nome . Il XVIII °  secolo è stato caratterizzato anche da telescopi migliorate consentendo tra l'altro, precisa osservazione di Venere transiti di 1761 e 1769 con conseguente nuove misure distanze nel sistema solare.

La distribuzione dei pianeti viene quindi teorizzata come se seguisse la legge di Titius-Bode , relazione empirica della distribuzione dei pianeti secondo una sequenza aritmetico-geometrica , corroborata da due importanti scoperte. Nel 1781, William Herschel osservò quella che credeva fosse una nuova cometa, ma la cui orbita rivelò che si trattava di un nuovo pianeta, Urano . Nel 1801 Giuseppe Piazzi scoprì Cerere , un piccolo corpo situato tra Marte e Giove che inizialmente era considerato un nuovo pianeta. Osservazioni successive rivelano che in realtà esistono migliaia di altri oggetti in questa regione, portando alla loro riclassificazione come asteroidi .

Le differenze tra la posizione di Urano ei calcoli teorici della sua orbita fanno sospettare che un altro pianeta, più distante, ne disturbi il movimento. I calcoli di Urbain Le Verrier consentono la scoperta di Nettuno da parte di Johann Gottfried Galle nel 1846, invalidando ulteriormente la legge di Titius-Bode. La precessione del perielio di Mercurio portò anche Le Verrier a postulare, nel 1859, l'esistenza di un pianeta situato tra Mercurio e il Sole, Vulcano . Questo alla fine si rivela falso e questo fenomeno viene poi spiegato nel 1915 come un test sperimentale della relatività generale .

Anomalie percorso di pianeti esterni vengono emessi da Percival Lowell assumendo un pianeta X . Dopo la sua morte, l' Osservatorio Lowell condusse ricerche culminate nella scoperta di Plutone da parte di Clyde Tombaugh nel 1930. Se Plutone è inizialmente considerato più grande della Terra, le sue dimensioni vengono gradualmente rivalutate verso il basso e l'oggetto è in realtà troppo piccolo per interrompere le orbite del gigante pianeti; la sua scoperta è quindi una coincidenza. Come Cerere, è prima considerato un pianeta prima di essere riclassificato nel 2006 come pianeta nano , in seguito alla scoperta di Eris , un oggetto sparso di dimensioni simili, nel 2005.

Nel 1992, David Jewitt e Jane Luu scoprirono (15760) 1992 QB 1 . Questo oggetto risulta essere il primo di una nuova categoria, la Kuiper Belt , un ghiacciato analogo della cintura degli asteroidi e di cui Plutone fa parte.

• Evoluzione della rappresentazione del sistema solare grazie alle osservazioni telescopiche

• Rappresentazione del Sistema Solare nel 1661 di Andreas Cellarius secondo il modello copernicano.

• Illustrazione dei primi anni del XVIII °  secolo, in particolare menzionare i satelliti scoperti attorno a Giove e Saturno.

• Mappa datata 1835. Urano è mostrato sotto il nome del suo scopritore, Herschel , e sono mostrati quattro oggetti della cintura di asteroidi.

• Planisfero del 1850. Il nome permanente di Urano è ora adottato e Nettuno è indicato dopo la sua scoperta nel 1846. Molti asteroidi sono ancora considerati pianeti.

• Illustrazione del 1880 che mostra i numerosi satelliti naturali allora scoperti e misurazioni precise delle orbite.

Esplorazione dello spazio

Dall'inizio dell'era spaziale , sono state realizzate molte missioni di esplorazione spaziale da parte di sonde spaziali . Tutti i pianeti del Sistema Solare sono stati visitati in varia misura da sonde, essendo oggetto almeno di misurazioni e fotografie e ricevendo per alcuni dei lander , venuti a studiare suoli e atmosfere extraterrestri . In questo modo vengono studiati anche molti altri oggetti, come il Sole, gli asteroidi, i pianeti nani, le comete o i satelliti naturali dei pianeti.

Il volo spaziale decollò alla fine della seconda guerra mondiale grazie ai progressi tedeschi nei razzi . La storia del volo spaziale è poi segnata da una forte competizione tra URSS e Stati Uniti , denominata “  corsa allo spazio  ” dove, per ragioni di prestigio nazionale legate alla Guerra Fredda , le due potenze investono pesantemente per essere le prime a raggiungere determinate imprese. Il primo oggetto umano lanciato nello spazio è il satellite sovietico Sputnik 1 , nel 1957, che orbita intorno alla Terra per tre mesi. La sonda americana della NASA Explorer 6 , lanciata nel 1959, è il primo satellite a restituire un'immagine della Terra ripresa dallo spazio. La prima sonda a viaggiare con successo verso un altro corpo è stata Luna 1 , che ha sorvolato la Luna nel 1959; era originariamente destinato a schiantarsi contro di esso, ma manca il suo obiettivo e di conseguenza diventa il primo oggetto creato dall'uomo ad entrare nell'orbita eliocentrica . Mariner 2 è stata la prima sonda a sorvolare un altro pianeta, Venere, nel 1962. Il primo volo riuscito su Marte è stato effettuato da Mariner 4 nel 1964, mentre Mercurio è stato avvicinato per la prima volta da Mariner 10 nel 1974.

La prima sonda ad esplorare i pianeti esterni e il loro sistema satellitare è stata Pioneer 10 , che ha sorvolato Giove nel 1973, mentre Pioneer 11 ha visitato Saturno per la prima volta nel 1979. Le due sonde del programma Voyager hanno effettuato un sorvolo di tutti i pianeti giganti da il loro lancio nel 1977. Essi sorvolare Giove nel 1979 e Saturno nel 1980 e 1981. Voyager 1 devia di sorvolare la luna di Saturno Titano , mentre Voyager 2 poi prosegue con un sorvolo di Urano nel 1986, e di Nettuno nel 1989 Voyager sonde poi proseguire il loro cammino verso l' heliodidum e l' eliopausa . La NASA ha confermato ufficialmente nel 2012 che Voyager 1 si trovava allora a più di 18 miliardi di chilometri dal Sole e lasciava l' eliosfera , quindi ora nel mezzo interstellare . Il primo oggetto della Fascia di Kuiper visitato da una sonda è il pianeta nano Plutone, sorvolato da New Horizons nel 2015.

Nel 1966, la Luna divenne il primo oggetto del Sistema Solare extraterrestre attorno al quale fu messo in orbita un satellite artificiale , insieme alla Luna 10 . Seguono in particolare Marte nel 1971, con Mariner 9 , Venere nel 1975, con Venera 9 , Giove nel 1995, con Galileo , l'asteroide Eros nel 2000, con NEAR Shoemaker , Saturno nel 2004, con Cassini-Huygens , Mercurio in 2011, con MESSENGER , Vesta nel 2011 e Cérès nel 2015, con Dawn .

La prima sonda a raggiungere la superficie di un corpo diverso dalla Terra è Luna 2 , che impattò la Luna nel 1959, mentre il primo sbarco sulla Luna senza danni fu effettuato da Luna 9 nel 1966. La superficie di Venere fu raggiunta nel 1966 da Venera 3 , quello di Marte nel 1971 da Marte 3 - il primo sbarco su Marte è stato effettuato da Viking 1 nel 1976 -, su Titano nel 2005 da Huygens . L'orbita Galileo ha anche rilasciato una sonda nell'atmosfera di Giove nel 1995, ma il pianeta, a rigor di termini, non avendo superficie, la sonda è stata distrutta dalla temperatura e dalla pressione durante la sua discesa. L'Orbiter Cassini ha subito la stessa sorte su Saturno nel 2017.

Esplorazione umana

L'esplorazione umana del Sistema Solare è ancora limitata alle immediate vicinanze della Terra. Il primo essere umano a raggiungere lo spazio , limite definito dalla linea di Kármán a 100  km di altitudine, e ad orbitare attorno alla Terra, è il cosmonauta sovietico Yuri Gagarin , il12 aprile 1961, durante il volo Vostok 1 . Il primo uomo a camminare su un'altra superficie del Sistema Solare fu l'astronauta americano Neil Armstrong , che atterrò sulla Luna il21 luglio 1969durante la missione Apollo 11 . La prima stazione orbitale in grado di ospitare più di un passeggero è stata la sovietica Salyut 1 , che ha ospitato un equipaggio di tre astronauti nel 1971. La prima stazione permanente è stata la stazione spaziale sovietica Mir , che è stata continuamente occupata tra il 1989 e il 1999. Queste stazioni, nato da lotte ideologiche, ha poi dato il via ad una collaborazione internazionale per la Stazione Spaziale Internazionale , ospitando una presenza umana nello spazio dal 1998.

Teorie su un nono pianeta

Chiamato pianeta X qualsiasi ipotetico pianeta che si crede si trovi al di là di Nettuno e sarebbe il nono pianeta del sistema solare. In particolare, un insolito raggruppamento di traiettorie e inclinazioni orbitali di oggetti transnettuniani estremi porta alcuni astronomi a supporre l'esistenza di un oggetto chiamato Pianeta Nove che ne sarebbe la causa. Nel 2016, gli astronomi Mike Brown e Konstantin Batyguine , del California Institute of Technology , ritengono di fornire la prova dell'esistenza di questo nuovo pianeta avente un periodo di rivoluzione di circa 15.000 anni, un'orbita venti volte più lontana di Nettuno e una massa circa dieci volte quella della Terra. Questa tesi rimane tuttavia molto controversa e vengono proposte altre spiegazioni per spiegare questi raggruppamenti, in particolare perché nessuna osservazione di questo pianeta potrebbe essere effettuata durante rilievi astronomici come il Wide-field Infrared Survey Explorer o il Pan-STARRS. .

Riepilogo visivo

Questa sezione presenta una selezione di oggetti del Sistema Solare ordinati per dimensione decrescente. Sono inclusi solo quelli di cui è stata scattata una fotografia di buona qualità, in particolare grazie all'esplorazione dello spazio . Pertanto, alcuni oggetti omessi sono più grandi di molti altri elencati qui, inclusi Eris , Hauméa , Makemake o Nereid .

Sole ( stella )	Giove ( pianeta )	Saturno (pianeta)	Urano (pianeta)	Nettuno (pianeta)	Terra (pianeta)	Venere (pianeta)
Marte (pianeta)	Ganimede ( luna di Giove )	Titano ( luna di Saturno )	Mercurio (pianeta)	Callisto (luna di Giove)	Io (luna di Giove)	Luna ( luna terrestre)
Europa (luna di Giove)	Tritone ( luna di Nettuno )	Plutone ( pianeta nano )	Titania ( luna di Urano )	Rea (luna di Saturno)	Oberon (luna di Urano)	Giapeto (luna di Saturno)
Caronte ( luna di Plutone )	Umbriel (luna di Urano)	Ariel (luna di Urano)	Dione (luna di Saturno)	Tetide (luna di Saturno)	Cerere (pianeta nano)	Vesta ( asteroide )
Pallade (asteroide)	Encelado (luna di Saturno)	Miranda (luna di Urano)	Proteus (luna di Nettuno)	Mimas (luna di Saturno)	Iperione (luna di Saturno)	Iride (asteroide)
Febe (luna di Saturno)	Giano (luna di Saturno)	Epimeteo (luna di Saturno)	Lutezia (asteroide)	Prometeo (luna di Saturno)	Pandora (luna di Saturno)	Matilde (asteroide)
Elena (luna di Saturno)	Ida (asteroide)	Arrokoth ( cubewano )	Phobos ( luna di Marte )	Deimos (luna di Marte)	Tchourioumov– Guérassimenko ( cometa )	Hartley 2 (cometa)

Note e riferimenti

Appunti

1. Per20 giugno 2021, 1.086.655  pianeti minori distribuiti come segue senza che queste categorie si escludano a vicenda:
   • nel Sistema Solare Interno (1.110.611 oggetti):
     • 48  asteroidi di Atira
     • 2.032  asteroidi Aton
     • 13.336  asteroidi Apollo
     • 10.878  asteroidi Amor
     • 27 177  Asteroidi ungheresi
     • 17.968  asteroidi areocross
     • 1.039.172 asteroidi della fascia principale
   • nel Sistema Solare Esterno (19,646 oggetti):
     • 4.964  asteroidi Hilda
     • I 10.574  troiani di Giove
     • 4.108 oggetti distanti ( centauri e transnettuniani ).
2. Un mnemonico per ricordare gli otto pianeti in ordine di distanza crescente dal Sole è la seguente frase, che include le loro otto iniziali: "MY Old Turtles Just Stepping On A Ninja . "
3. Leggi su questo argomento Geologia di Venere .
4. di cratere rheasilvia picco centrale , sulla asteroidi (4) Vesta , è potenzialmente più elevato e quindi il picco più alto nel sistema solare.
5. Essendo la rotazione di Venere retrograda, l'inclinazione del suo asse è maggiore di 90°. Potremmo dire che il suo asse è inclinato "-2,64°".
6. Diametro ottenuto da una media geometrica .
7. Poiché i pianeti giganti non hanno una superficie propriamente detta, questa misura viene valutata dove la pressione è di 1 bar.
8. Poiché i pianeti giganti non hanno una superficie propriamente detta, questa misura viene valutata dove la pressione è di 1 bar.
9. La rotazione di Urano è considerata per convenzione retrograda, l'inclinazione del suo asse è maggiore di 90°. Potremmo dire che il suo asse è inclinato "-82,23°".

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Vedi anche

Bibliografia

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Articoli Correlati

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  • (it)  Intestazioni di soggetti medici
• [video] André Brahic , "The Solar System" , videoconferenza, su Canal-U ,7 luglio 2000.
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