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(9b) I Pianeti

    La maggior parte delle stelle che osserviamo formano delle costellazioni fisse nel cielo, con un moto quotidiano (cioè sorgono e tramontano) ma mantenendo sempre una posizione fissa le une rispetto alle altre - come le stelle di Orione oppure il Gran Carro. Tuttavia già gli antichi avevano notato che 5 stelle si muovevano costantemente - tutte seguendo la stessa zona del percorso del Sole e della Luna attraverso il cielo, cioè vicino all'eclittica. I Greci chiamarono questi astri pianeti, cioè vagabondi, un nome ancora usato.

Venere e Mercurio

    Ai cinque pianeti noti agli antichi erano stati dati i nomi dei principali dèi della religione greca, successivamente sostituiti con gli equivalenti romani: Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno. Essi sono relativamente brillanti - Venere e Giove possono essere più luminosi di ogni stella fissa - benché la loro luminosità appaia variabile. Venere e Mercurio non appaiono mai molto lontani dal Sole per cui sono visibili soltanto appena dopo il tramonto o prima del sorgere del Sole, suggerendo che questi pianeti debbano essere confinati nelle vicinanze del Sole. Il pianeta Venere veniva chiamato dai Greci "Espero" quando appare come stella della sera e "Fosforo" quando, come stella del mattino, sorge prima del Sole, anche se si erano resi conto che si trattava dello stesso oggetto. Mercurio, che è più debole e più vicino al Sole, è particolarmente difficile da vedere ad occhio nudo e ci si riesce solo quando la sua posizione nel cielo è la più lontana da quella del Sole.

    Il movimento di tutti i pianeti attraverso le stelle fisse segue apparentemente la stessa direzione di quello della Luna (e del Sole) - con una strana variante: talvolta il loro moto apparente cambia temporaneamente verso ("moto retrogrado"). Questo è molto più evidente per Mercurio e Venere, che oscillano avanti e indietro rispetto alla posizione del Sole. Durante il moto del Sole attraverso le stelle - lungo le costellazioni dello zodiaco - questi pianeti talvolta si muovono nello stesso verso e quindi il loro movimento si somma a quello del Sole, ma altre volte il loro moto apparente si oppone a quello del Sole, facendo sì che sembri che si muovano all'indietro ("moto retrogrado").

Marte, Giove e Saturno

Gli altri tre pianeti visibili ad occhio nudo si possono trovare in qualunque posizione lungo l'eclittica - anche a mezzanotte, in posizione direttamente opposta a quella del Sole, e quando questo avviene raggiungono il massimo della luminosità. Marte sembra muoversi più rapidamente, Giove un po' meno, e Saturno è il più lento. Comunque tutti mostrano questa enigmatica stranezza: vicino al punto in cui il loro percorso apparente nel cielo è esattamente in posizione opposta al Sole ("opposizione"), il loro movimento tra le stelle temporaneamente si inverte.

  Rappresentazione schematica dell'inversione apparente del moto (moto retrogrado) osservata nell'orbita di Marte.
  Le posizioni 1...7 della Terra corrispondono alle posizioni 1...7 di Marte, che si muove più lentamente. Quando la Terra sorpassa Marte (posizioni 4 e 5), la posizione del pianeta in cielo si sposta all'indietro.

Oggi noi comprendiamo molto bene tutto questo (ved. l'immagine qui sopra). I pianeti sono oggetti sferici come la Terra - Venere, Mercurio e Marte sono più piccoli, Giove e Saturno molto più grandi. Anche la Terra è un pianeta e ne esistono anche altri (troppo deboli per essere visti senza un telescopio), tutti che orbitano attorno al Sole sul piano, o vicino al piano, dell'eclittica. La loro velocità tuttavia varia - più sono vicini al Sole e più rapidamente si muovono (ved. la sezione 10a e in particolare la terza legge di Keplero). Quindi, quando i tre pianeti esterni sono vicini all'opposizione, la Terra, che orbita più vicina al Sole, li sorpassa, e quindi essi sembrano muoversi all'indietro.

    Il moto retrogrado dei due pianeti interni ha una causa simile. Essendo più vicini al Sole, sono essi che sorpassano la Terra durante il loro moto.

Sommario di quanto è noto oggi sui pianeti

    È stata aggiunta al sito "Dagli astronomi..." una nuova sezione sui pianeti del sistema solare ma, per completezza, viene qui riportato un breve sommario dei componenti del sistema solare - oltre al fatto che tutti orbitano attorno al Sole, inclusa la Terra e due grandi pianeti troppo deboli perché gli antichi astronomi potessero vederli. In genere vengono distinte quattro classi di oggetti:    
  1.   I pianeti maggiori, in ordine di distanza dal Sole - Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Tutti tranne i due più interni hanno dei satelliti, e tutti e quattro i più esterni hanno degli anelli, composti da piccoli ciottoli di materia in orbita attorno al pianeta.

  2.   Asteroidi o pianetini, in maggioranza - anche se non tutti - posti tra Marte e Giove. Il loro diametro arriva fino a 500 Km.

  3.   La "fascia di Kuiper" di oggetti ghiacciati oltre l'orbita di Nettuno, di cui il più noto (anche se ora si è scoperto che è solo il secondo come dimensioni) è Plutone, scoperto nel 1930 e delle dimensioni della nostra Luna. La fascia ha preso il nome dell'astronomo belga Gerard Kuiper, si estende probabilmente a una distanza doppia di quella di Nettuno e si stima che consista di circa 100·000 oggetti (finora ne sono stati identificati circa 1000), molti dei quali con un diametro di soli 100 Km o meno.

  4.   Comete, tradizionalmente divise in "non ricorrenti" (il nome ufficiale è "comete a lungo periodo") e comete "periodiche". Le comete non ricorrenti si pensa che provengano dalla "nube di Oort", un enorme agglomerato quasi sferico di oggetti ghiacciati agli estremi limiti del sistema solare. Essi sono debolmente legati al Sole e, di tanto in tanto, l'attrazione gravitazionale di qualche stella lontana probabilmente cambia un poco il moto di alcuni di essi, lanciandoli in direzione del Sole. In tal caso, diventano visibili come comete, quando la luce del Sole fa evaporare una parte della loro superficie generando la chioma e la coda della cometa.

        Le comete periodiche una volta erano considerate come oggetti che avevano iniziato come oggetti non ricorrenti ma poi erano state deviate e catturate dall'attrazione gravitazionale dei pianeti più grandi. Oggi si ritiene che provengano dalla fascia di Kuiper come classe di oggetti noti come Centauro.

Storia antica, False teorie

    Come già notato precedentemente, Aristarco di Samo aveva ipotizzato che la Terra orbitasse attorno al Sole, ma l'idea fu respinta dai successivi astronomi greci, in particolare da Ipparco. Anche Tolomeo, che visse in Egitto nel secondo secolo d.C., rifiutò le idee di Aristarco e sostenne che tutte le stelle fisse si trovassero su una certa sfera lontana in rotazione attorno alla Terra. Tolomeo poi cercò di raccogliere e mettere per iscritto tutto quello era noto ai suoi tempi a proposito del cielo, componendo "Il Grande Trattato", noto oggi come "Almagesto", una corruzione del suo nome arabo (una traduzione in inglese realizzata e commentata da G.J. Toomer è stata pubblicata nel 1984 dalla Princeton University Press ed è ora disponibile in edizione economica. Ved. in proposito Nature vol. 397, 14 January 1999, pag. 120).

    Per spiegare il moto dei pianeti, Tolomeo usò una teoria che risaliva ad Ipparco. A seguito del lavoro di Aristarco e di Ipparco, era già accettato che la Luna si muovesse attorno alla Terra. Tolomeo assunse che anche il Sole, i pianeti e le stelle lontane (qualunque cosa fossero) ruotassero attorno alla Terra (per una opinione contraria, ved. qui). Per i Greci il cerchio rappresentava la perfezione, per cui Tolomeo assunse che la Luna, il Sole e le stelle si muovessero anch'essi lungo delle circonferenze. Poiché il moto non era esattamente uniforme (spiegato in seguito mediante le leggi di Keplero, sez. 12a), Tolomeo assunse che queste circonferenze avessero il centro a una certa distanza dalla Terra.

    Secondo Tolomeo, mentre il Sole si muoveva attorno alla Terra, Mercurio e Venere ovviamente si muovevano attorno al Sole, lungo delle proprie circonferenze aventi il centro nel Sole stesso. Ma che dire di Marte, Giove e Saturno? Abilmente Tolomeo propose che, come Mercurio e Venere, ciascuno di essi ruotasse attorno a un punto del cielo il quale a sua volta ruotasse attorno alla Terra come il Sole, tranne che per il fatto che questi punti erano vuoti. In tal modo, il movimento retrogrado di questi 3 pianeti appariva simile al moto retrogrado di Mercurio e Venere. Il movimento circolare del centro di rotazione che trascinava ciascuno di questi pianeti spiegava il moto regolare del pianeta, ma a questo moto andava aggiunto il moto del pianeta attorno a questo centro, e talvolta la somma dei due movimenti faceva sì che il pianeta apparisse (per qualche tempo) procedere all'indietro.

    Questa "spiegazione" lasciava insoluta la questione relativa a che cosa fossero in realtà il Sole e la Luna, e perché essi mostrassero questi strani movimenti. Ma, peggio ancora, la spiegazione era imprecisa. Man mano che le posizioni dei pianeti venivano misurate sempre più accuratamente, dovevano essere introdotte ulteriori correzioni.

    Nonostante tutto, la visione di Tolomeo del sistema solare dominò l'astronomia europea per oltre 1000 anni. Una ragione fu che il progredire dell'astronomia si fermò quasi del tutto con il declino e la caduta dell'Impero Romano e durante i "secoli bui" che seguirono. Lo studio del cielo continuò nel mondo arabo, sotto i governatori arabi, ma di tutti i risultati ottenuti dagli astronomi arabi, quello che esercitò la maggiore influenza fu la conservazione e la traduzione dei libri di Tolomeo, con tutte le loro erronee supposizioni.



La prima delle 14 sezioni relative ai membri del sistema solare è:
(P-1) Il Sistema Solare--Generalità e Tabelle


        oppure si può continuare la sequenza principale con: #9c   La scoperta del Sistema Solare

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Autore e Curatore:   Dr. David P. Stern
     Ci si può rivolgere al Dr. Stern per posta elettronica (in inglese, per favore!):
     stargaze("chiocciola")phy6.org

Traduzione in lingua italiana di Giuliano Pinto

Aggiornato al 18 Settembre 2009