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Venerdì, Settembre 18, 2020
L'Universo e il Sistema Solare Nettuno e Plutone

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Nettuno e Plutone

Il pianeta Nettuno compie una rivoluzione attorno al Sole in circa 164,79 anni. Con una massa pari a circa 17 volte quella terrestre ed una densità media di 1,64 volte quella dell'acqua, Nettuno è il più piccolo e più denso fra i pianeti giganti del sistema solare. Il suo raggio equatoriale, ponendo lo zero altimetrico alla quota in cui la pressione atmosferica vale 1000 hPa, è di 24 764 km.Le nuove scoperte di moltissimi corpi celesti nel sistema solare esterno hanno portato gli astronomi a coniare un nuovo termine, oggetto trans-nettuniano, che designa qualsiasi oggetto orbitante oltre l'orbita di Nettuno (o comunque formatosi in quella regione).Numerosi oggetti di questo tipo, e segnatamente Plutone, presentano fenomeni di risonanza orbitale con Nettuno; essi sono comunemente noti come plutini (nel caso di una risonanza 3:2) o twotini (nel caso di una risonanza 2:1). Sono testimoniati altri rapporti di risonanza, seppur con minore frequenza.A causa dell'alta eccentricità dell'orbita di Plutone, periodicamente Nettuno viene a trovarsi più lontano dal Sole di quest'ultimo, come è accaduto fra il 1979 ed il 1999; ciononostante una collisione fra i due corpi è del tutto improbabile, a causa dell'alta inclinazione fra i due piani orbitali e della risonanza orbitale.L'atmosfera nettuniana appare tipicamente azzurra, ma meno uniforme rispetto a quella di Urano. All'altezza dell'equatore è possibile osservare fasce e bande parallele che la attraversano; all'epoca del sorvolo da parte della Voyager 2 era inoltre presente una prominente formazione estemporanea, battezzata Grande Macchia Scura, dall'estensione pari a circa 10 000 km. Negli anni 1990 successive osservazioni effettuate mediante il telescopio Hubble hanno messo in luce la scomparsa della macchia.Sebbene le componenti principali dell'atmosfera siano di gran lunga l'idrogeno e l'elio, è il metano (presente in ragione del 2%) a regolarne i fenomeni meteorologici. Le molecole di metano dell'alta atmosfera si scindono infatti in idrocarburi, quali l'etano e l'acetilene, per effetto dell'irraggiamento solare (900 volte meno intenso di quello rilevato sulla Terra). Anche le nubi bianche osservate dalla sonda Voyager 2 nel 1989 sono probabilmente composte di cristalli di metano ghiacciato.Il metano che compone l'atmosfera è anche responsabile dell'assorbimento della luce rossa, dando al pianeta la sua caratteristica colorazione verde-azzurra, tanto che il pianeta è soprannominato il "pianeta blu".L'atmosfera nettuniana è sede di violenti fenomeni atmosferici; i venti sono i più potenti conosciuti nel Sistema Solare, arrivando a 2000 km/h. L'energia necessaria per sostenerli non può essere fornita dal Sole, troppo lontano, ma è invece generata all'interno del pianeta. La temperatura al livello topografico di riferimento (definito come la quota alla quale la pressione atmosferica vale 1000 hPa) è di circa 70K (-200 °C), ma aumenta più si scende in profondità; questo implica la presenza di una fonte di calore interna, probabilmente responsabile anche della complessità delle formazioni atmosferiche di Nettuno in confronto a quelle di Urano.L'unica sonda spaziale ad aver visitato Nettuno è stata la Voyager 2, nel 1989; con un sorvolo ravvicinato del pianeta la Voyager ha permesso di individuarne le principali formazioni atmosferiche, alcuni anelli e numerosi satelliti. Il 25 agosto 1989 la sonda ha sorvolato il polo nord di Nettuno ad una quota di 4950 km, per poi dirigersi verso Tritone, il satellite maggiore, raggiungendo una distanza minima di circa 40 000 km.
Dopo le ultime misure scientifiche, condotte durante la fase di allontanamento dal gigante gassoso, il 2 ottobre 1989 tutti gli strumenti della sonda sono stati spenti, lasciando in funzione solamente lo spettrometro ultravioletto. Voyager 2 iniziava così una lunga marcia verso lo spazio interstellare, alla velocità di 470 milioni di chilometri all'anno; l'inclinazione della sua traiettoria rispetto all'eclittica è di circa 48°. Si ritiene che, al ritmo attuale, Voyager 2 raggiungerà il sistema di Sirio nell'anno
358 000.

PLUTONE


Plutone possiede un'orbita molto eccentrica (0,2488) e notevolmente inclinata rispetto all'eclittica (17°7'), e in un breve periodo della sua rivoluzione si trova più vicino al Sole che Nettuno. Tuttavia i due oggetti orbitano in risonanza 2:3 (163,88 anni Nettuno e 248,74 anni Plutone), e quindi non si verificano incontri ravvicinati tali da perturbare l'orbita di Plutone.A partire dagli anni novanta del XX secolo sono stati scoperti diversi planetoidi della fascia di Edgeworth-Kuiper in risonanza orbitale 2:3 con Nettuno: oggi tali corpi vanno sotto la denominazione comune di plutini, e Plutone ne è considerato il prototipo.Il sistema di Plutone non è mai stato visitato da alcuna sonda spaziale di fabbricazione umana, e pertanto molte misurazioni relative alla sua natura fisica sono approssimative e non confermate. Si ritiene comunque che esso possieda una debole atmosfera, composta prevalentemente da metano gassoso, quindi da argon, azoto, monossido di carbonio, ossigeno. Probabilmente la pressione atmosferica, comunque estremamente bassa, varia sensibilmente al variare della distanza del corpo dal Sole e con il ciclo delle stagioni: è presente quando il pianeta nano si trova vicino al perielio, nel momento in cui la pressione al suolo raggiungerebbe dai 3 ai 160 microbar, mentre a distanze maggiori dal Sole congela e precipita sulla superficie.La superficie di Plutone, composta da ghiaccio d'acqua e di metano, non è uniforme, come dimostrano le sensibili variazioni di albedo riscontrabili da Terra nel corso della rotazione del pianeta.
Una mappa a bassa risoluzione è stata realizzata a partire da osservazioni effettuate grazie al telescopio spaziale Hubble, ma i dettagli visibili sono pochi. Sembra vi siano macchie più chiare, probabilmente composte di azoto e metano solido, che riflettono la debole luce presente, contrastando con il resto della superficie più scura, probabilmente costituita da antiche pianure laviche.La temperatura superficiale si aggira tra i 40 e i 60K.Plutone possiede tre satelliti naturali conosciuti: il più massiccio, Caronte, fu identificato nel 1978, mentre gli altri due, di dimensioni minori, Notte ed Idra, sono stati scoperti nel maggio 2005. La loro individuazione da parte di astronomi dell'Università Johns Hopkins è stata resa possibile dall'analisi delle fotografie scattate dal telescopio spaziale Hubble fra il 15 e il 18 maggio 2005; la loro esistenza è stata confermata con precovery dalle immagini dell'Hubble del 14 giugno 2002.Si ritiene che entrambi i due satelliti minori abbiamo masse minori dello 0,3% di Caronte (o 0,03% della massa di Plutone). Una ricerca approfondita condotta da Terra fino alla magnitudine visuale 27 e fino ad una distanza di 5 secondi d'arco ha escluso l'esistenza di altri satelliti di dimensioni maggiori di 12 k.La sonda New Horizons della NASA è stata lanciata il 19 gennaio 2006, dopo due giorni di rinvii per maltempo e problemi tecnici, alla volta di Plutone. L'incontro con il pianeta nano avverrà nel 2015.Si tratterà di un fly-by, ossia di un sorvolo, perché la sonda non ha abbastanza carburante a bordo per rallentare e immettersi in orbita attorno all'oggetto; attualmente i piani di volo prevedono un avvicinamento massimo a circa 9.000 km di distanza dalla superficie plutoniana a una velocità relativa di circa 10 km/s, ma è prevedibile che il sorvolo avverrà più vicino al pianeta, grazie alla possibilità di correggere la rotta durante la missione.
La sonda si attiverà sin da circa 4 mesi prima dell'arrivo, momento in cui le fotografie di Plutone che potrà scattare saranno già migliori di quelle ottenibili da Terra o dal telescopio spaziale Hubble. Data l'enorme distanza dalla Terra e la bassa potenza disponibile (l'intera sonda avrà allora meno di 200 watt a disposizione per il suo funzionamento, a causa della distanza dal Sole), l'invio dei dati avverrà a velocità molto bassa, meno di un kilobit al secondo, e occuperà i mesi successivi all'incontro.

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