Etimologia

Il termine luna deriva dal latino lūna, più antico louksna, derivato a sua volta dalla radice indoeuropea leuk– con significato di “luce riflessa”.

Caratteristiche generali della Luna

La forma della Luna è quasi esattamente sferica: la differenza tra il diametro polare e quello equatoriale è di soli 2 Km. Il suo diametro medio è di 3.476 Km e la sua massa è 81,3 volte minore di quella della Terra. La forza di gravità lunare è solo 1/6 di quella terrestre: un corpo in caduta libera è attirato con minore intensità verso la superficie lunare e la caduta è circa 6 volte più lenta che sulla Terra. Praticamente sprovvista di atmosfera, la Luna presenta escursioni termiche molto elevate: si va dai 110°C delle zone illuminate ai -150°C delle zone buie.

Struttura interna della Luna

La struttura interna della Luna è composta dalla crosta, dal mantello e dall’astenosfera. La crosta, la parte più superficiale, ha uno spessore che varia dai 60 ai 100 Km circa ed è composta principalmente da ossigeno, silicio, ferro, calcio, magnesio e alluminio. Il mantello ha uno spessore di circa 1.000 Km ed è composto da materiale roccioso contenente minerali come olivina, clinopirosseno e ortopirossene. Sotto il mantello c’è l’astenosfera, dove le rocce si trovano in uno stato semifuso. Per quanto riguarda la parte più interna della Luna, il nucleo, le ipotesi vertono sulla possibilità che possa essere composto da ferro allo stato solido, circondato da un guscio esterno costituito principalmente da ferro liquido.

Il paesaggio lunare

Nel 1609 Galileo Galilei, puntando il suo telescopio sulla Luna, rivelò in modo inequivocabile che la superficie non era liscia, bensì composta di vallate, monti e crateri. Il paesaggio lunare è infatti caratterizzato dalla presenza dei cosiddetti mari, crateri e altopiani. I mari sono zone basaltiche vaste e pianeggianti ed appaiono scure. Il mare più grande è chiamato Oceanus Procellarum, ovvero “Oceano delle tempeste” ed è stato luogo di atterraggio della missione spaziale Apollo 12. I crateri lunari sono molto numerosi e hanno forme e dimensioni variabili. La loro formazione è avvenuta per impatto di meteoriti sulla superficie lunare o, con meno probabilità, a causa di fenomeni vulcanici. Gli altopiani appaiono come zone chiare e sono caratterizzati dalla presenza di rocce molto antiche. Il suolo lunare è ricoperto da uno spesso strato di regolite, uno strato di polvere a grana fine originata dai residui prodotti dagli impatti meteoritici.

I moti della Luna

La Luna compie tre movimenti principali: il moto di rivoluzione intorno alla Terra, il moto di rivoluzione intorno al proprio asse ed il moto di traslazione, insieme alla Terra, intorno al Sole.

Il moto di rotazione della Luna è il movimento che compie attorno al proprio asse, nello stesso senso della rotazione terrestre, da ovest verso est, e dura 27 giorni, 7 ore, 43 minuti 12 secondi. Il piano dell’orbita della Luna è inclinato di circa 5° rispetto a quello dell’orbita della Terra. La Luna è caratterizzata da una rotazione sincrona: il suo periodo di rotazione è uguale al suo periodo di rivoluzione intorno alla Terra. In altre parole, una rotazione completa della Luna intorno al proprio asse, corrisponde ad una rivoluzione completa della Luna intorno alla Terra. Per questo motivo, rivolge sempre la stessa faccia verso di noi. L’attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra interferisce con il moto di rotazione lunare, determinando vibrazioni dell’asse lunare dette librazioni.

Il moto di rivoluzione della Luna intorno alla Terra avviene in senso antiorario, su un’orbita ellittica, alla velocità di circa 1 Km al secondo. La rivoluzione può durare: 27 giorni, 7 ore, 43 minuti e 12 secondi (Mese Sidereo) calcolata rispetto alle stelle fisse, oppure 29 giorni, 12 ore, 44 minuti e 3 secondi (Mese Sinodico) calcolata considerando il Sole come riferimento; è indicato anche come lunazione o mese lunare. Il punto dell’orbita lunare più vicino alla Terra è detto perigeo, il più lontano apogeo.

Il moto di traslazione della Luna si compie nello stesso senso e con la stessa velocità del moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole. La traiettoria che la Luna descrive intorno al Sole, insieme alla Terra nel moto di traslazione, è detta epicicloide. Dalla Terra, possono essere osservate eclissi di Luna e di Sole, che si verificano quando i due astri sono allineati con il nostro pianeta.

Le fasi lunari

Le fasi lunari sono determinate dalla posizione che la Luna assume lungo la propria orbita: infatti la superficie visibile del nostro satellite naturale può essere parzialmente o completamente illuminata dalla luce solare, oppure totalmente nascosta. Questo è dovuto al diverso orientamento della Luna rispetto al Sole. Per una spiegazione più dettagliata rimandiamo alla lettura dell’articolo: “Le fasi lunari”.

Le maree

L’attrazione gravitazionale che la Luna esercita sulla Terra e la forza centrifuga dovuta alla rotazione del sistema Terra-Luna sono all’origine del moto periodico di ampie masse d’acqua, ovvero le maree. Questo fenomeno si presenta come un’oscillazione della massa liquida di oceani, mari e grandi laghi che provoca un innalzamento (alta marea) o abbassamento (bassa marea) della massa d’acqua, con frequenza giornaliera o frazione di giorno, che si riflette anche nella parte opposta della Terra. Il dislivello tra alta e bassa marea, la frequenza e l’orario delle maree sono sincronizzate con l’orbita della Luna attorno alla Terra.

Come la Luna, anche il Sole esercita sulla Terra una forza di marea, ma essa risulta essere circa la metà di quella lunare poiché, nonostante il Sole abbia una massa maggiore della Luna, la distanza Terra-Luna è minore della distanza Terra-Sole.

La Grande Bufala della Luna

La Luna è stata anche oggetto di un curioso ed incredibile evento giornalistico riguardo a fantasiose scoperte: la Luna percorsa da mandrie di bisonti, unicorni azzurri e uomini pipistrelli. Tutto questo ne “La Grande Bufala della Luna” (The Great Moon Hoax).

La Luna nella cultura e nell’arte

Il nostro satellite ha ispirato, nel corso dei secoli, artisti, filosofi, poeti e cantanti. Rappresentata spesso nella mitologia e nelle culture antiche, la Luna ha sempre suscitato negli uomini pensieri ed emozioni, che si possono trovare in numerosi componimenti, riflessioni e aforismi consultabili a questo link: “Frasi sulla Luna”.

Etimologia

Il termine Sole deriva dal latino sol, solis, derivato a sua volta dal sanscrito sûryas, in origine svaryas, la cui radice svar- significa “risplendere”. Dalla stessa radice deriva l’aggettivo greco séirios, originariamente swéirios, ovvero “splendente”.

Caratteristiche generali del Sole

Il Sole è una stella di dimensioni medio-piccole, classificata come una nana gialla e posizionata a circa 26 mila anni luce dal centro della nostra galassia, la Via Lattea. Collocata all’interno del Braccio di Orione, uno dei bracci della Via Lattea, la nostra stella madre è costituita principalmente da idrogeno ed elio e la sua temperatura superficiale raggiunge mediamente i 5.500°C. Il suo diametro all’equatore si aggira intorno al milione e 400 mila chilometri, cioè quasi 110 volte quello della Terra. La massa solare è pari a circa 332.946 volte la massa della Terra.

Fase attuale del Sole

Il Sole attualmente si trova in una fase di stabilità, durante la quale l’astro genera energia fondendo nel suo nucleo idrogeno in elio. Questo processo genera una grande quantità di energia, emessa nello spazio sotto forma di radiazioni elettromagnetiche (radiazioni solari), flusso di particelle (vento solare) e neutrini. La radiazione solare è emessa come luce visibile ed infrarossi e consente la vita sulla Terra, regolando anche il clima e i fenomeni meteorologici. Le reazioni di fusione nucleare che avvengono nel nucleo del Sole generano energia, a discapito però della sua massa, che diminuisce.

Struttura del Sole

La struttura interna del Sole è costituita da involucri concentrici che però, essendo gassosi, non hanno limiti netti. Dal centro verso l’esterno troviamo: il nucleo, la zona radiativa, la tachocline, la zona convettiva, la fotosfera e l’atmosfera, suddivisa a sua volta in cromosfera, zona di transizione e corona.

Nel nucleo, dove si raggiungono temperature di circa 15 milioni di gradi centigradi, avvengono le reazioni di fusione nucleare dell’idrogeno in elio, fonte dell’energia solare che viene assorbita dalla zona radiativa e trasmessa per irraggiamento agli strati superiori.

La tachocline è la zona di transizione tra la zona radiativa e la zona convettiva e segna il passaggio tra la parte più interna del Sole e quella esterna. Nella zona convettiva, l’energia termica viene portata agli strati più esterni del Sole, attraverso i moti convettivi.

La fotosfera è lo strato superficiale del Sole, dove avvengono fenomeni come le macchie solari e i flares e dove la temperatura si aggira intorno ai 5.500 °C. Al di sopra della fotosfera vi sono gli strati che costituiscono l’atmosfera solare: la cromosfera, che è un sottile strato caratterizzato da brillamenti visibili durante una eclissi totale di Sole con particolari apparecchiature; la zona di transizione, che appare come una sorta di alone attorno alla cromosfera; la corona, che è la parte esterna dell’atmosfera solare, si estende nello spazio per decine di milioni di chilometri, in modo tenue, ed è anch’essa visibile durante le eclissi solari totali con particolari apparecchiature.

Il campo magnetico solare

Il campo magnetico solare è all’origine di vari fenomeni, comunemente chiamati “attività solare”; tra essi troviamo il vento solare, le macchie solari e i brillamenti. Il campo magnetico solare si inverte ogni 11 anni circa, portando al cambio di polarità. Un ciclo solare è appunto un periodo di tempo della durata di 11 anni circa, durante il quale si verifica un aumento e poi una diminuzione del numero di macchie solari.

Macchie solari

Le macchie solari sono delle regioni della superficie del Sole caratterizzate da una temperatura inferiore rispetto alle aree circostanti e da una intensa attività magnetica. Osservate con particolari filtri, appaiono più scure rispetto al resto della fotosfera e la loro forma è molto variabile, come anche la dimensione. Le macchie solari seguono un ciclo regolare di circa 11 anni, con periodi di maggiore e minore attività.

Il vento solare

Il vento solare è un flusso di particelle generato dall’espansione della corona solare ed è emesso continuamente dal Sole. La magnetosfera, ovvero la regione di spazio circostante la Terra nel quale si manifesta l’azione del campo magnetico terrestre, è un prezioso scudo che ci protegge dai raggi cosmici e dal vento solare. L’interazione tra il vento solare e il campo geomagnetico della Terra produce il fenomeno dell’aurora polare.

Brillamenti solari

Il brillamento solare, in inglese solar flare, è un evento durante il quale viene rilasciata, in un tempo brevissimo, un’enorme quantità di energia da una regione localizzata sulla fotosfera del Sole; i brillamenti solari possono causare notevoli disturbi elettromagnetici sia sulla Terra che durante le missioni spaziali.

Nel video che segue, il Solar Dynamics Observatory (SDO) della Nasa ha ripreso uno spettacolare brillamento solare avvenuto il 24 agosto 2014.

Protuberanze solari

Una protuberanza solare è un getto di plasma solare che dalla cromosfera si estende fino alla zona della corona solare, raggiungendo altezze di centinaia di migliaia di chilometri.

Rotazione solare

Il Sole è una sfera di plasma, cioè gas altamente ionizzato ad elevata temperatura; non possedendo le caratteristiche di un corpo rigido, la nostra stella ruota attorno al suo asse in modo diverso a seconda della latitudine: all’equatore ruota più velocemente che non ai poli ed il suo periodo di rotazione, ovvero il tempo impiegato per compiere una rotazione completa sul proprio asse, varia tra i 25 giorni dell’equatore e i 35 dei poli. Il Sole, e con lui l’intero Sistema Solare, orbita attorno al centro della Via Lattea ad una velocità approssimativa di 230 Km al secondo.

Età del Sole

L’attuale età del Sole è stimata a 4,57 miliardi di anni e, considerando la vita media delle stelle simili, il Sole si trova a metà della sua evoluzione stellare. Tra circa 5 miliardi di anni, sarà destinato a spegnersi lentamente, quando esaurirà completamente l’idrogeno nel suo nucleo.

Osservazione del Sole

Osservare il Sole senza le dovute precauzioni è molto pericoloso e può portare alla cecità. Anche durante le eclissi, il Sole va osservato con filtri specifici destinati a questo scopo, che rendono sicura l’osservazione. L’osservazione diretta del Sole ad occhio nudo, anche per brevi periodi, può causare danni irreversibili agli occhi.

Il Sole nella cultura

Il Sole, che scandisce la nostra esistenza con le sue albe e i suoi tramonti, ha ispirato nel tempo artisti, letterati e poeti. Il profondo rapporto che lega da sempre gli esseri umani al Sole è espresso in numerosi pensieri, componimenti, riflessioni e aforismi che potete trovare a questo link: “Frasi sul Sole“.

Scoperta degli anelli di Saturno

Il primo astronomo ad aver osservato delle insolite protuberanze ai lati di Saturno fu Galileo Galilei con il suo telescopio che però, non essendo abbastanza potente, non gli permise di identificarne con chiarezza la forma. Ipotizzò così che Saturno fosse tricorporeo, ovvero formato da un grande corpo centrale con due protuberanze ai lati. Nel 1655, l’astronomo olandese Christiaan Huygens fu il primo ad intuire la forma anulare delle sporgenze avvistate da Galileo. Nel 1675, l’astronomo italiano Giovanni Domenico Cassini comprese che non si trattava di una struttura continua intorno al pianeta, ma bensì presentava uno spazio vuoto che separava gli anelli: individuò così la prima suddivisione che ancora oggi porta il suo nome, divisione di Cassini. Successivamente, nel 1859, fu dimostrata per via teorica la natura “granulare” degli anelli dal fisico scozzese James Clerk Maxwell, che suggerì che fossero costituiti di tante piccole parti che ruotavano intorno al pianeta, sembrando dei corpi unici nel complesso.

Composizione degli anelli di Saturno

Gli anelli sono formati da una miriade di frammenti di ghiaccio, roccia e polveri. Queste particelle hanno dimensioni variabili, da quella di un granello di sabbia ad un diametro di alcune centinaia di metri. Il loro spessore può variare da poche decine di metri (alcuni stimano addirittura soltanto 10 metri in media) nelle regioni più interne, sino a circa 1 km in quelle più esterne. Si estendono a partire da un’altezza di circa 6.600 km dalla superficie di Saturno e fino a 120.000 km, poco meno di un terzo della distanza Terra-Luna. Gli anelli formano un disco il cui diametro arriva fino a circa 300.000 Km.

Gli anelli sono divisi in sette fasce, separate da “divisioni” che sono quasi vuote. In alcune zone le particelle di cui sono formati sono addensate in strutture che si estendono da 3 a 5 km sopra e sotto il piano degli anelli. La velocità degli anelli non è uniforme: l’analisi degli spettri di Saturno e dei suoi anelli ha evidenziato come le parti esterne si muovano con una velocità inferiore a quella delle parti più interne. Attualmente il sistema degli anelli di Saturno è suddiviso in sette zone denominate D, C, B, A, F, G ed E, dall’interno verso l’esterno, nell’ordine in cui sono stati scoperti.

Origine degli anelli di Saturno

Dell’origine degli anelli ancora non si ha certezza. A riguardo, esistono due ipotesi principali: la prima ipotizza che siano il risultato della disintegrazione di un satellite di Saturno, a seguito di una collisione con una cometa o con un altro satellite; la seconda, che siano una parte del materiale da cui si formò Saturno che non è riuscito ad aggregarsi in un corpo unico.

L’anellone di Saturno

Nell’ottobre 2009 il telescopio spaziale della Nasa, Spitzer, ha scoperto il più grande anello di Saturno mai osservato prima d’ora: inizia da circa 6 milioni di Km dal pianeta e si estende verso l’esterno di altri 12 milioni di Km; il suo spessore è di 2,4 milioni di Km e il suo volume totale è pari alla massa di un miliardo di pianeti come la Terra. L’anellone di Saturno è composto da piccolissime particelle di ghiaccio e polvere così distanti tra loro che se ci trovassimo all’interno dell’anello, non ce ne accorgeremmo nemmeno.

Nel video seguente possiamo assistere allo storico avvicinamento della sonda Cassini a Saturno, avvenuto il 30 giugno 2004.

Anche gli altri tre pianeti gassosi esterni del Sistema Solare, Giove, Urano e Nettuno, hanno un proprio sistema di anelli, ma i più spettacolari e noti sono quelli di Saturno che spesso, e a ragione, viene definito “il Signore degli Anelli“, immortalato in immagini astronomiche eccezionali.

Caratteristiche generali della Terra

La Terra è formata da strati costituiti da diversi materiali. La sua struttura interna, a partire dall’esterno verso la parte centrale, è così composta:

• Crosta: costituisce la parte più superficiale della Terra e si estende sia al di sotto delle masse continentali che al di sotto degli oceani; ha uno spessore che arriva generalmente fino a 35 Km di profondità, ma che può raggiungere anche i 70 Km in corrispondenza di catene montuose. La crosta terrestre è composta principalmente da ossidi: silicati, ossidi di alluminio, di ferro, di calcio, magnesio, potassio e di sodio.
• Mantello: costituito per la maggior parte da rocce magmatiche, qui si trovano ossidi e silicati; suddiviso in mantello superiore ed inferiore, ha uno spessore di circa 2.900 Km e le temperature al suo interno variano da 500 °C a 900 °C al confine superiore con la crosta, fino ad oltre 4.000 °C al confine con il nucleo.
• Nucleo: è lo strato più interno e denso, viene suddiviso in nucleo esterno ed interno; ha uno spessore di circa 3.500 Km e la sua temperatura varia da 3.000 a 5.000 °C; è ricco di nichel e ferro.

La crosta terrestre, insieme al mantello superiore sottostante ad essa, formano la litosfera, che è suddivisa in zolle o placche tettoniche, paragonabili a zattere che galleggiano sullo strato sottostante, l’astenosfera. In prossimità dei confini tra le placche tettoniche si concentra il maggior numero di terremoti.

Avendo una forma leggermente schiacciata, la Terra ha un raggio polare di 6.356 Km ed un raggio equatoriale di 6.378 Km; il suo diametro equatoriale è di 12.756 Km.

La superficie totale della Terra è di oltre 500 milioni di Kmq: il 30% è massa continentale e il 70% massa liquida. Le masse liquide sono distribuite negli oceani Pacifico, Atlantico e Indiano e nei mari ad essi connessi. Le terre emerse sono ripartite in continenti: Europa, Asia, Africa, America, Oceania e Antartide. Si divide in due emisferi, separati dall’equatore terrestre: l’emisfero settentrionale, o boreale, detto anche continentale perché composto per la maggior parte dalla terraferma, e l’emisfero meridionale o australe, detto anche oceanico poiché composto per la maggior parte da oceani.

Coordinate geografiche

Ognuno dei due emisferi può essere suddiviso in porzioni tramite i meridiani, o linee di longitudine, e i paralleli, o linee di latitudine, che consentono di individuare con precisione un qualsiasi punto sulla superficie terrestre conoscendo solo questi due valori, che costituiscono le coordinate geografiche.

I meridiani sono archi immaginari che congiungono il Polo Nord con il Polo Sud e dividono la superficie terrestre in spicchi; sono in totale 360, numerati a partire dal Meridiano fondamentale di Greenwich, che viene identificato con il numero zero. A partire da esso, si contano 180 meridiani verso Est e 180 meridiani verso Ovest. Ciascun meridiano indica la longitudine, cioè la distanza di un luogo dal meridiano fondamentale.

I paralleli sono linee che formano circonferenze immaginarie perpendicolari all’asse terrestre; devono il loro nome al fatto che le linee sono parallele all’equatore terrestre. I paralleli sono 180, equidistanti tra loro, e la loro lunghezza diminuisce con l’avvicinarsi ai poli; a partire dall’equatore, che rappresenta la circonferenza massima del globo terrestre, si contano 90 paralleli a Nord e 90 a Sud. Ciascun parallelo indica la latitudine, cioè la distanza di un luogo dall’equatore.

Clima della Terra

Ai fini climatici, quattro paralleli sono di fondamentale importanza poiché delimitano le fasce climatiche della Terra:

• Zona Torrida: compresa fra il Tropico del Cancro a Nord ed il Tropico del Capricorno a Sud; si suddivide in regioni umide, aride e desertiche.
• Zona Temperata: compresa fra i Tropici ed i rispettivi Circoli Polari; viene suddivisa in clima mediterraneo, oceanico, montano, continentale fresco e continentale freddo.
• Zona Glaciale: compresa tra i Poli ed i rispettivi Circoli Polari; caratterizzata dalla presenza di ghiacci perenni, in questa zona il Sole non tramonta mai per 6 mesi consecutivi (il cosiddetto Sole di mezzanotte), mentre nei successivi 6 non sorge mai (notte polare).

Biosfera e magnetosfera

La biosfera è l’insieme delle zone della Terra in cui le condizioni ambientali permettono lo sviluppo della vita. Queste zone sono: la litosfera, ovvero la parte solida, e quindi i continenti; l’idrosfera, ovvero la massa liquida, le acque marine, lacustri e fluviali; l’atmosfera, ovvero l’involucro gassoso che avvolge il nostro pianeta, fino ad una altitudine di circa 10 km, composta per il 78% da azoto, per il 21% da ossigeno e per il restante 1% da argon, anidride carbonica ed altri gas. La magnetosfera è la regione di spazio circostante la Terra nel quale si manifesta l’azione del campo magnetico terrestre, un prezioso scudo che ci protegge dai raggi cosmici e dal vento solare, un flusso di particelle generato dall’espansione della corona solare ed emesso continuamente dal Sole. Il fenomeno dell’aurora polare è dovuto all’interazione tra il vento solare e il campo geomagnetico della Terra.

I moti della Terra

La Terra ruota intorno al Sole con il cosiddetto movimento di rivoluzione, descrivendo un’orbita ellittica. Ruota anche intorno a se stessa con il suo movimento di rotazione attorno ad un asse inclinato sul piano dell’orbita di 23° 26’ 32” (obliquità dell’eclittica). La variazione lenta ma continua dell’orientamento dell’asse terrestre è detta precessione degli equinozi. La durata del moto di rivoluzione attorno al Sole è detta anno ed è di 365,256360 giorni (anno siderale); la durata del moto di rotazione è detta giorno ed è di 23h 56m 4s (giorno siderale). I due moti della Terra avvengono in senso antiorario, ponendo il punto di osservazione al di sopra del polo nord solare. L’asse di rotazione inclinato della Terra e il suo moto di rivoluzione intorno al Sole determinano l’alternarsi delle stagioni.

L’età della Terra

Secondo le ultime stime, la formazione della Terra è datata a circa 4,5 miliardi di anni fa. Tale ipotesi viene confermata analizzando le più antiche rocce rinvenute.

La Terra: il luogo più alto e quello più profondo

La vetta più alta della Terra è il monte Everest, situato nella catena montuosa dell’Himalaya, al confine tra la Cina ed il Nepal: si trova a 8.848 metri s.l.m.; il punto più profondo del nostro pianeta sotto il livello del mare, il Challenger Deep, è localizzato in una zona nell’Oceano Pacifico, a sud del Giappone, ad est delle Filippine e a nord della Nuova Guinea e fa parte della depressione oceanica chiamata Fossa delle Marianne, che tocca la profondità di 10.898 metri.

La Giornata della Terra

Il 22 aprile di ogni anno ricorre la celebrazione mondiale dell’ambiente e della salvaguardia del nostro pianeta: la Giornata della Terra, o Earth Day.

I pianeti del Sistema Solare

I corpi maggiori del Sistema Solare sono 8 pianeti e 5 pianeti nani. In ordine di distanza dal Sole, i pianeti sono: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Plutone era inizialmente inserito nella lista dei pianeti del Sistema Solare, classificato come il 9°, il più distante dal Sole; nell’agosto 2006 il congresso dell’Unione Astronomica Internazionale decise però di riclassificare Plutone come pianeta nano. Mercurio, Venere, Terra e Marte sono pianeti rocciosi interni, detti anche “pianeti terrestri”; Giove, Saturno, Urano e Nettuno sono invece pianeti gassosi esterni, chiamati anche “pianeti gioviani”. A segnare il confine tra i pianeti interni e quelli esterni troviamo la fascia degli asteroidi, posta tra le orbite di Marte e Giove, nella quale orbitano numerosi oggetti celesti, principalmente rocciosi, di dimensioni ridotte e forma irregolare.

Fanno parte del Sistema Solare anche i 5 pianeti nani finora classificati dall’Unione Astronomica Internazionale: Cerere, Plutone, Haumea, Makemake ed Eris. Il vento solare, un flusso di particelle generato dall’espansione della corona solare ed emesso continuamente dal Sole, si diffonde nell’intero Sistema Solare. Il fenomeno dell’aurora polare è dovuto all’interazione tra il vento solare e il campo geomagnetico della Terra.

Sei dei pianeti e tre dei pianeti nani hanno in orbita attorno ad essi dei satelliti naturali; i principali satelliti naturali dei pianeti sono la Luna, in orbita attorno alla Terra; i satelliti Io, Europa, Ganimede e Callisto, che orbitano attorno a Giove, scoperti da Galileo Galilei e chiamati “satelliti medicei”; il satellite di Saturno Titano e il satellite di Nettuno Tritone. Inoltre, tutti i pianeti gassosi esterni sono circondati da anelli planetari, composti da polveri, anche ghiacciate, e altre particelle. Gli anelli più noti e spettacolari sono quelli attorno a Saturno.

Il Sole e i moti dei pianeti

Il Sole è la stella madre del Sistema Solare e la sua luce impiega circa 8 minuti per giungere sino a noi. Tutti i pianeti del Sistema Solare orbitano intorno al Sole, muovendosi lungo le proprie orbite ellittiche, quasi tutti su uno stesso piano, perché la forza di gravità della nostra stella è in grado di attrarli verso di sé, evitando il loro disperdersi nell’Universo; allo stesso modo i satelliti ruotano intorno ai pianeti. Il movimento dei pianeti intorno al Sole è chiamato moto di rivoluzione e il periodo che impiega un pianeta per compiere una rivoluzione completa intorno al Sole è detto anno. Tutti i pianeti ruotano in senso antiorario intorno al Sole, ponendo il punto di osservazione al di sopra del polo nord solare. La distanza di un pianeta dal Sole varia durante il suo moto di rivoluzione: è detto perielio il punto più vicino al Sole che il pianeta raggiunge durante la sua orbita, mentre afelio è il punto più lontano.

I pianeti ruotano anche su sé stessi, attorno al proprio asse di rotazione: questo movimento è chiamato moto di rotazione. Il tempo impiegato da un pianeta per compiere un giro completo attorno al proprio asse è detto giorno. Tutti i pianeti ruotano in senso antiorario tranne Venere e Urano che ruotano in senso orario.

La cintura di Kuiper e la nube di Oort

Oltre l’orbita di Nettuno, troviamo la cintura o fascia di Kuiper, che contiene centinaia di corpi formati principalmente da ghiaccio, rocce meteoritiche e polveri, dalla quale si ipotizza possano avere origine le comete a breve periodo, ovvero quelle che hanno un periodo orbitale inferiore a 200 anni, come la Halley. Il disco diffuso è una regione periferica del Sistema Solare che si sovrappone alla fascia di Kuiper, nella quale si trovano oggetti chiamati transnettuniani.

La nube di Oort è una gigantesca nube sferica situata ai confini del Sistema Solare, formata dai residui della formazione del Sole e dei pianeti, la cui esistenza è stata ipotizzata nonostante non sia mai stata osservata perché troppo lontana perfino per i telescopi moderni. Si ritiene possa essere la zona da cui provengono le comete a lungo periodo, ovvero quelle che hanno un periodo orbitale superiore a 200 anni, come la Hale-Bopp.

Origine del Sistema Solare

La teoria attualmente accettata riguardo l’origine del Sistema Solare indica che, circa 4,6 miliardi di anni fa, il Sole e gli altri corpi celesti si formarono all’interno di una nube di gas e polveri che, a causa di perturbazioni gravitazionali, iniziò a collassare su sé stessa. Per effetto della conseguente rotazione innescata, la nube assunse la forma di un disco appiattito, nel quale la materia originaria si andava addensando verso il centro. La massa centrale collassò su sé stessa per effetto della gravità, dando origine al Sole. La materia residua, condensata in anelli periferici che ruotavano intorno al centro, diede origine ai pianeti, conseguentemente all’aggregazione di polveri e gas residui.

Distanze dei pianeti dal Sole

Si forniscono di seguito le misure indicative delle distanze medie dei pianeti dal Sole, espresse in milioni di Km:

• Mercurio: 58
• Venere: 108
• Terra: 150
• Marte: 228
• Giove: 779
• Saturno: 1.427
• Urano: 2.870
• Nettuno: 4.497

La stella più vicina a noi è il Sole, che si trova ad una distanza media dalla Terra di 150 milioni di Km ed è al centro del nostro Sistema Solare; la maggior parte delle altre stelle risultano visibili soltanto durante la notte. Gruppi densi di stelle formano gli ammassi stellari, che a loro volta, raggruppati insieme a stelle singole, polveri e gas, formano le galassie.

Un pianeta viene definito come un corpo celeste che, a differenza di una stella, non produce energia tramite fusione nucleare, non brilla di luce propria ed ha una massa sufficiente a conferirgli una forma sferoidale. Brilla invece di luce riflessa dalla stella attorno a cui orbita. Le stelle producono luce e calore, i pianeti vengono invece illuminati e riscaldati.

Un pianeta inoltre ha una massa relativamente piccola ed una temperatura minore di una stella; le alte temperature delle stelle permettono infatti di attivare le reazioni di fusione nucleare che generano energia e quindi luce.

Per essere definito pianeta, un corpo celeste deve inoltre avere una dominanza gravitazionale, ovvero deve essere in grado di mantenere libera la propria fascia orbitale da altri corpi celesti di dimensioni simili o superiori; nella propria zona orbitale, non orbiteranno cioè altri corpi di dimensioni comparabili a quelle del pianeta che non siano suoi satelliti.

La dominanza orbitale è la caratteristica che distingue i pianeti dai pianeti nani. Per questo motivo, il congresso dell’Unione Astronomica Internazionale ha deciso di riclassificare Plutone come pianeta nano.

Che siano stelle o pianeti, ammassi stellari o galassie, il telescopio spaziale Hubble ha aiutato gli esseri umani a perfezionarne la visione, con le sue numerose scoperte e le centinaia di migliaia di immagini astronomiche eccezionali.

Etimologia

Sino agli inizi del XX secolo, le etimologie accreditate per il termine stella erano due: la prima sosteneva che derivasse dal latino stella (sterla) da sterula, che a sua volta deriverebbe dalla radice sanscrita sit- con significato di spargere; quindi stella significherebbe “sparsa per il firmamento“. La seconda ipotesi riteneva invece che il termine derivasse dall’arcaico astella, a sua volta derivato dal greco astér (in latino astrum), con radice as-; secondo questa etimologia, stella significherebbe “che scaglia” (raggi di luce).

Il termine pianeta deriva dal greco antico plànētes astéres, ovvero “stelle vagabonde“, poiché nell’antichità venivano considerati tali tutti i corpi celesti che si spostavano nel cielo notturno rispetto allo sfondo delle stelle considerate fisse.

Il telescopio spaziale Hubble, la cui sigla è HST dal nome in inglese Hubble Space Telescope, è un telescopio che orbita intorno alla Terra ad un’altezza di circa 560 Km. L’HST costituisce un progetto comune della Nasa (Ente Nazionale per le attività Spaziali e Aeronautiche) e dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea).

La straordinaria caratteristica del telescopio spaziale Hubble è che ha permesso di superare quel limite che ha condizionato gli astronomi dai tempi di Galileo Galilei, ovvero l’atmosfera terrestre, che distorce le immagini catturate dai telescopi posizionati sul suolo terrestre. L’HST invece, trovandosi al di sopra dell’atmosfera, permette di osservare i corpi celesti con più nitidezza.

E’ così chiamato in onore dell’astronomo e astrofisico statunitense Edwin Hubble, noto nella comunità scientifica per aver formulato nel 1929 la legge empirica dei “redshift” (“Spostamenti verso il rosso“), oggi chiamata “Legge di Hubble”.

Caratteristiche tecniche

Il telescopio ha una massa di circa 11 tonnellate, è lungo 13 metri e largo 4 ed è un vero e proprio occhio nel cielo in grado di osservare l’Universo. È composto da un telescopio riflettore con due specchi: il principale ha un diametro di 2,4 metri ed è dotato di fotocamere che permettono di vedere ed immortalare oggetti celesti distanti da noi miliardi di anni luce. I dispositivi rotanti che orientano e stabilizzano il telescopio, i giroscopi, sono tre. Viene alimentato dall’energia generata dai suoi due pannelli solari ed ogni orbita completa intorno alla Terra dura circa 95 minuti.

Hubble è dotato di una camera planetaria grandangolare che permette di riprendere i pianeti ad alta risoluzione e di uno strumento chiamato spettrografo, che scompone la luce catturata dal telescopio nelle varie frequenze che la compongono. L’analisi dello spettro consente l’analisi di informazioni fondamentali che riguardano un corpo celeste, come la sua composizione chimica, la temperatura, la velocità di rotazione ed i campi magnetici. E’ attrezzato inoltre di camera per le osservazioni nell’infrarosso e per gli oggetti deboli.

I dati raccolti da Hubble, come anche i comandi operativi, sono inviati alla Terra tramite il sistema Tracking Data Relay Satellite, alla stazione situata a White Sands, nel Nuovo Messico. Il computer di bordo può conservare i comandi per oltre 24 ore ed i dati raccolti da Hubble possono essere trasmessi alla stazione a Terra direttamente oppure memorizzati e trasmessi in seguito.

Lancio

Il telescopio è stato lanciato in orbita il 24 aprile 1990 con la missione STS-31 dello Space Shuttle Discovery. L’equipaggio della missione, composto dagli astronauti statunitensi Colonnello Loren J. Shriver (comandante), Colonnello Charles F. Bolden (pilota), Capitano Bruce McCandless, Dottor Steven A. Hawley, Dottoressa Kathryn D. Sullivan (Specialisti di missione), lo posizionò negli strati esterni dell’atmosfera.

I primi risultati non furono quelli sperati poiché lo specchio primario del telescopio era affetto da aberrazione sferica a causa di un difetto di fabbricazione: ne risultavano immagini distorte e fuori fuoco. Il difetto fu corretto nel 1993 con una missione spaziale durante la quale gli astronauti installarono una serie di lenti correttive. Altre missioni svolte da astronauti in passeggiata spaziale furono effettuate per riparare guasti o sostituire apparecchiature con altre più avanzate. Negli anni successivi il telescopio Hubble ci ha regalato immagini spettacolari di oggetti celesti lontanissimi, diventando lo sguardo dell’umanità sull’Universo.

Hubble e le scoperte

Hubble, con le sue numerose scoperte e le centinaia di migliaia di immagini astronomiche eccezionali, ha aiutato gli esseri umani a perfezionare la loro visione dell’Universo. Attraverso i suoi occhi ci ha mostrato la meraviglia del Cosmo, davanti al quale rimaniamo incantati.

Sue sono le immagini del 1994 della collisione della cometa Shoemaker-Levy 9 con il pianeta Giove ed è stato il primo telescopio ottico ad aver catturato la prima immagine di un pianeta extrasolare, chiamato Fomalhaut b, distante circa 25 anni luce dalla Terra.

L’universo e la materia

Nel 2012 è stata pubblicata un’immagine ripresa da Hubble, chiamata Hubble eXtreme Deep Field, che ci regala una vista estremamente profonda dell’Universo, la più profonda mai ottenuta: l’immagine mostra una piccola regione di spazio contenente le galassie meno luminose e più distanti mai viste, ottenuta grazie alle immagini riprese dal telescopio in 10 anni.

L’Universo, secondo le stime più recenti, ha circa 13,8 miliardi di anni e le galassie osservabili nell’immagine risalgono a ben 13,2 miliardi di anni fa; ciò significa che la loro luce ha viaggiato 13,2 miliardi di anni per giungere fino a noi. Guardare l’Hubble eXtreme Deep Field è come fare un lunghissimo viaggio nel tempo ed osservare come era l’Universo quasi al momento della sua nascita.

Hubble ci ha inoltre dato un contributo per la scoperta della materia oscura che permea l’Universo, ovvero una componente di materia che, anche se non direttamente osservabile, manifesta la sua esistenza attraverso i suoi effetti gravitazionali. Nel 2011 e 2012 ha scoperto il quarto ed il quinto satellite di Plutone (riclassificato come pianeta nano nel 2006) ed il 14° satellite del pianeta Nettuno. A dicembre 2013 ha inoltre identificato 5 pianeti con presenza di acqua nelle loro atmosfere e scoperto la presenza di anidride carbonica nell’atmosfera di un pianeta simile a Giove, in orbita attorno ad un’altra stella.

Analizzando e studiando la composizione delle atmosfere dei pianeti extrasolari, Hubble può dare un contributo alla ricerca di eventuali forme di vita extraterrestre e continua ad entusiasmare astronomi e appassionati di tutto il mondo con le sue straordinarie immagini, che ci aiutano a comprendere i misteri del meraviglioso Cosmo.

Caratteristiche

La sua denominazione completa è così composta: C, ovvero cometa non periodica; 2012, l’anno di scoperta; S1, poiché è la prima cometa scoperta nella seconda metà del mese di settembre; ISON, acronimo di International Scientific Optical Network.

ISON è una cometa radente: passando al perielio, cioè il punto di minima distanza dal Sole, ne sfiorerà quasi la superficie. E’ classificata come cometa non periodica, non essendo stati osservati almeno due suoi passaggi al perielio. Al momento della scoperta si trovava a circa 615 milioni di Km di distanza dal Sole, ovvero in prossimità di Giove.

Data la sua orbita iperbolica, si presume possa provenire dalla nube di Oort, una gigantesca nuvola sferica di comete di cui si presuppone l’esistenza, situata ai confini del Sistema Solare, posta tra 0,3 e 1,5 anni luce dal Sole.

A gennaio 2013 la cometa ISON è stata fotografata per la prima volta dalla sonda spaziale Deep Impact della Nasa. A giugno 2013 è stata ripresa utilizzando il telescopio spaziale Spitzer della Nasa: si è potuto così osservare una particolare “effervescenza” della sua superficie, una emissione di anidride carbonica che forma una coda di ben 300.000 chilometri. Questa scoperta conferma che l’attività della cometa è stata alimentata da gas.

Arrivo al perielio

La cometa arriverà al perielio, cioè la minima distanza dal Sole, il giorno 28 novembre 2013 quando si troverà ad una distanza di meno di 1,8 milioni di km dal Sole.

Previsioni visibilità e luminosità

Le previsioni sulla sua visibilità indicano che dall’agosto 2013 dovrebbe essere visibile con un piccolo telescopio o binocolo, mentre da fine novembre o inizio dicembre dovrebbe essere visibile ad occhio nudo. A fine 2013 potrebbe diventare “la cometa del secolo”, in quanto si ipotizza che la sua luminosità possa essere superiore a quella della Luna Piena, rimanendo visibile fino a metà gennaio 2014.

Le previsioni degli astronomi indicano che la sua magnitudine apparente, cioè la misura della luminosità, dovrebbe cominciare a rimanere negativa fra il 24 novembre e il 3 dicembre 2013. Una magnitudine negativa corrisponde ad una maggiore luminosità: infatti minore è la magnitudine del corpo celeste e maggiore è la sua luminosità. Il 28 novembre 2013, giorno del perielio, si attende il picco della sua magnitudine negativa, ovvero -13. La Luna Piena, per un confronto, ha una magnitudine media di -12,74 .

Evento del secolo o grande delusione?

Essendo una cometa radente, c’è altresì la possibilità che al passaggio al perielio, alla minima distanza dal Sole, potrebbe disgregarsi in una moltitudine di frammenti.

Se sopravviverà al passaggio ravvicinato con il Sole, tra la fine di dicembre 2013 e gennaio 2014 ISON passerà a circa 60 milioni di Km dalla Terra; la cometa Hale-Bopp passò a 197 milioni di Km dalla Terra.

ISON diventerà a tutto diritto “La Grande Cometa di Natale”?

Distante dal Sole mediamente 4.500 milioni di chilometri e con un diametro equatoriale di 49.528 Km (4 volte quello della Terra), la temperatura minima della sua atmosfera può raggiungere i -220°C. I suoi satelliti naturali conosciuti sono 14, i cui nomi derivano da quelli di antiche divinità marine. Il satellite principale è Tritone, che presenta la particolarità di essere geologicamente attivo: sulla sua superficie infatti, avvengono numerose eruzioni simili a geyser. Nettuno possiede inoltre un sistema di 10 anelli molto tenui e sottili.

La visibilità nel cielo anche ad occhio nudo ha permesso a cinque dei pianeti del nostro Sistema Solare, ovvero Mercurio, Venere, Marte, Giove, e Saturno di essere scoperti già in tempi remoti; la scoperta di Urano, Nettuno e Plutone (riclassificato come pianeta nano nel 2006) invece, ha avuto inizio dopo l’introduzione del telescopio, avvenuta grazie al contributo di Galileo Galilei che, il 21 agosto 1609, rivoluzionò il mondo dell’astronomia presentando al governo veneziano il suo cannocchiale.

Legge di gravitazione di Newton sbagliata o pianeta disturbatore?

Dopo la scoperta di Urano da parte di William Herschel nel 1781, numerosi astronomi rilevarono una serie di anomalie nell’andamento del moto del pianeta: vi erano grandi divergenze tra l’orbita effettiva osservata e quella calcolata teoricamente; irregolarità tali che fu perfino ipotizzato un errore nella legge di gravitazione universale di Newton.

George Biddel Airy, Astronomo reale dell’Osservatorio di Greenwich nominato nel 1835, scrisse alla Royal Society, il 17 dicembre 1836, teorizzando che ci fosse una grande probabilità che “la legge di gravitazione universale differisse leggermente da quella dell’inverso del quadrato della distanza”. Si andava anche diffondendo l’ipotesi che ci fosse un altro corpo celeste, incognito, che svelava la sua stessa esistenza attraverso la sua attrazione esercitata sul moto di Urano.

Per spiegare l’andamento anomalo del moto di Urano, bisognava scoprire l’origine del disturbo che influenzava il suo movimento. Nel settembre 1845 John Couch Adams, matematico britannico all’Osservatorio di Cambridge, terminò i calcoli per determinare le irregolarità del moto di Urano e le ipotesi relative al corpo celeste che ne perturbava l’orbita.

Nel frattempo, l’astronomo francese Urbain Le Verrier, all’insaputa del lavoro di Adams, il 1° giugno 1846, presentò all’Accademia delle scienze francese di Parigi un lavoro analogo. Venuto a conoscenza di tale lavoro, l’astronomo reale Airy, nel luglio 1846 propose a James Challis, direttore dell’Osservatorio di Cambridge, di cercare il pianeta in questione con il telescopio equatoriale, per porre fine ad una questione che sembrava non riuscire ad essere risolta. Era presente anche Sir John Herschel, astronomo inglese, figlio di William Herschel.

Le Verrier, intanto, non trovando riscontro in Francia, inviò i suoi calcoli aggiornati al 31 agosto all’astronomo tedesco Johann Gottfried Galle dell’Osservatorio di Berlino.

La scoperta

Il 23 settembre 1846 all’Osservatorio di Berlino, Galle utilizzò i tabulati di Le Verrier per tentare di osservare il pianeta “invisibile” che causava anomalie nel moto di Urano. Poco dopo la mezzanotte, a meno di un grado dalla posizione prevista da Le Verrier, fu individuato il pianeta, all’interno della costellazione dell’Acquario. Il 24 settembre, a seguito di un’altra accurata osservazione, fu possibile annunciare in modo definitivo l’esistenza del pianeta.

Il 25 settembre Galle scrisse a Leverrier: “Signore, il pianeta, di cui voi avete segnalato la posizione, esiste realmente. Lo stesso giorno, in cui ho ricevuto la vostra lettera, trovai una stella di 8^a grandezza, che non era segnata nell’eccellente carta Hora XXI… della collezione di carte celesti, pubblicate dall’Accademia Reale di Berlino.  L’osservazione del giorno seguente decise che era il pianeta cercato”.

Comunicazione della scoperta e polemiche

La comunicazione ufficiale della scoperta fu data da Encke, direttore dell’Osservatorio di Berlino, in una lettera del 26 settembre, pubblicata in Astronomische Nachrichten, N. 580. L’annuncio portò però ad una feroce diatriba sulla priorità della scoperta, in quanto venne comunicato che anche Adams aveva determinato l’esistenza del nuovo pianeta attraverso i suoi calcoli. In Francia e Inghilterra, infuriarono polemiche accompagnate da una campagna di stampa spietata riguardo i meriti dei due astronomi, polemiche non ancora sopite.

Riconoscimenti

Nonostante ciò, il 5 ottobre 1846 il monarca Louis Philippe nominò Le Verrier Ufficiale della Legion d’Onore e fu designato alla cattedra di Meccanica Celeste presso la Facoltà di Scienze dell’Università di Parigi. La Royal Society, nello stesso anno, conferì a Le Verrier il suo più alto riconoscimento, la medaglia Copley, medaglia che venne conferita anche ad Adams due anni dopo, nel 1848.

Nel 1851 Adams fu eletto presidente della Royal Astronomical Society; nel 1858 divenne professore di Astronomia e Geometria a Cambridge, e nel 1861 successe a Challis come direttore dell’Osservatorio di Cambridge. Nel 1876, Adams divenne Presidente della Royal Society per la seconda volta e conferì la medaglia d’oro a Le Verrier per le sue ricerche planetarie.

Il 10 ottobre 1846, dopo soli diciassette giorni dalla scoperta di Nettuno, l’astronomo inglese William Lassell scoprì il suo principale satellite Tritone.

Osservazioni precedenti

Charles T. Kowal dell’Osservatorio di Mount Palomar e lo storico della scienza Stillman Drake, durante ricerche e studi storici approfonditi, hanno dimostrato che Nettuno fu intravisto da Galileo Galilei nel dicembre 1612 e nel febbraio 1613, mentre stava determinando le posizioni dei satelliti di Giove, identificandolo probabilmente con una stella fissa. Nei suoi taccuini aveva indicato una stella “a” con la scritta: “oltre alla stella fissa a ne seguiva un’altra sulla stessa linea, come qui c’è b, la quale fu osservata anche la notte precedente; ma sembravano più lontane fra loro”, con il relativo disegno. La stella “b” era quasi certamente Nettuno, poiché in quella posizione non esisteva alcun altro oggetto visibile.

Scelta del nome

Il primo nome proposto per il nuovo pianeta scoperto fu quello di Janus, o Giano, divinità romano-italica antichissima, considerato il padre degli dei, il dio creatore. Fu l’astronomo Galle, nella lettera in cui annunciava a Le Verrier la scoperta del pianeta, a proporre questo nome: “Forse questo pianeta sarà degno di essere chiamato Janus, dio dei più antichi dei Romani; così la doppia faccia sarà significante per la sua posizione alle frontiere del sistema solare”. Ma Le Verrier, che non pensava che il nuovo pianeta fosse l’ultimo del sistema solare, propose Nettuno, Dio del mare nella mitologia romana, scrivendo a Galle:

“Vi ringrazio cordialmente della premura che avete messo ad informarmi della vostra osservazione del 23 e 24 settembre. Grazie a voi, eccoci definitivamente in possesso del nuovo mondo. Il piacere che ho provato di vedere che voi l’avete trovato, a meno di un grado dalla posizione che avevo dato, è un poco turbato dall’idea che scrivendovi prima, quattro mesi fa, avremmo ottenuto già allora il risultato che abbiamo appena raggiunto. Il comunicherò la vostra lettera, lunedi prossimo, all’Académie des Sciences. Il Bureau des Longitudes si è qui pronunciato per Neptune. Il segno: un tridente. Il nome di Janus indicherebbe che questo pianeta è l’ultimo del sistema solare, cosa che non si ha alcuna ragione di credere”.

Curiosità

Il periodo orbitale intorno al Sole di Nettuno è di 164,88 anni. Pertanto, dalla sua scoperta nel 1846, il pianeta ha compiuto la sua prima orbita attorno al Sole tra il 2010 e il 2011, ed è stato quindi osservato nella posizione in cui è stato scoperto.

La morte di Le Verrier si ricorda il 23 settembre 1877, lo stesso giorno che Nettuno venne osservato grazie ai suoi calcoli.

Questa sua particolarità è il risultato di ripetute collisioni del pianeta con altri corpi celesti; si potrebbe immaginarlo come una trottola distesa su di un lato. La Terra, per fare un paragone, è inclinata di circa 23°. Il colore verde-blu si deve alla presenza nella sua atmosfera di metano, oltre che di idrogeno, elio, acqua ed ammoniaca.

Distante dal Sole 2.900 milioni di km e con un diametro equatoriale di 51 118 km (4 volte quello della Terra), la temperatura minima della sua atmosfera può raggiungere i -220°C. I suoi satelliti naturali scoperti sino al 2011 sono 27; possiede inoltre un sistema di 13 anelli.

Cinque dei pianeti del Sistema Solare, ovvero Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno furono scoperti già in tempi remoti: questo perchè sono ben osservabili nel cielo anche ad occhio nudo.

La scoperta degli altri pianeti, Urano, Nettuno e Plutone (nel 2006 riclassificato come pianeta nano) ha avuto inizio dopo l’introduzione del telescopio, avvenuta grazie a Galileo Galilei, che ebbe il merito del perfezionamento e del primo uso astronomico delle lenti e che il 21 agosto 1609 rivoluzionò il mondo dell’astronomia presentando al governo veneziano il suo cannocchiale.

La scoperta di Urano

Urano è il primo pianeta ad essere stato scoperto attraverso un telescopio. L’astronomo e musicista britannico di origine tedesca William Herschel, mentre scrutava la volta celeste con un telescopio riflettore di sua costruzione, notò, come indicato nel suo diario, “una curiosa stella nebulosa o forse una cometa”. Era il 13 marzo 1781.

Inizialmente quindi, non identificò un pianeta, ma gli parve plausibile l’ipotesi che fosse una cometa. infatti, nelle sue osservazioni successive, rilevando il moto di questo corpo celeste, annotò: “Ho cercato la cometa o stella nebulosa e ho trovato che è una cometa, perchè ha cambiato la sua posizione”. Il 26 aprile 1781, Herschel presentò la sua scoperta nel racconto “Account of a comet” (Resoconto di una cometa) pubblicato nelle Philosophical Transactions of the Royal Society of London.

Diversi astronomi, venuti a conoscenza di questa nuova scoperta e dopo aver effettuato numerose osservazioni riguardanti l’orbita e l’assenza di una chioma o coda, finirono con il concordare che fosse un pianeta. Lo stesso Herschel, accortosi che la natura del corpo celeste scoperto differiva da una cometa in molti particolari, lo riconobbe quale “Pianeta Primario del nostro Sistema Solare”, come scritto in una lettera al presidente della Royal Society nel 1783.

Osservazioni precedenti

Prima che fosse classificato correttamente, Urano era già stato osservato precedentemente da diversi astronomi, tutti erroneamente concordi sul pensare che fosse una stella.

Le prime osservazioni risalgono al 1690 da parte dell’Astronomo Reale dell’Osservatorio di Greenwich John Flamsteed, che lo registrò come “stella 34 della costellazione del Toro“. James Bradley, anch’esso Astronomo Reale, lo osservò a partire dal 1748. L’astronomo francese Pierre Charles Le Monnier lo individuò svariate volte a partire dal 1750.

Scelta del nome

Il nome che diede Herschel al corpo celeste che identificò come cometa, era Georgium Sidus, ovvero “la stella di George”, in onore di Giorgio III del Regno Unito, re di Gran Bretagna e re d’Irlanda. Successivamente all’approvazione della sua natura di pianeta, lo ribattezzò Georgian Planet, “il pianeta Giorgiano”, nome che però venne accettato solamente all’interno del territorio della Gran Bretagna.

Le proposte per il nome da attribuirgli furono numerose: il nome stesso dello scopritore, Herschel, Astrea, Cibele, Nettuno di Giorgio III, Nettuno di Gran Bretagna, Hypercronius, Transaturnis, Minerva. Il nome approvato fu quello attuale, Urano, che rappresenta la divinità greca del cielo, proposto dall’astronomo tedesco Johann Elert Bode, editore del Berliner Astronomisches Jahrbuch.

Il periodo che impiega Urano a completare la sua orbita intorno al Sole è di 84 anni, che corrisponde anche all’età in cui morì il suo scopritore Herschel, nel 1822.