Cosa lastronomia? Astronomia: osservazione e studio dei
fenomeni celesti Astrologia: influenza dei fenomeni celesti sulla
vita degli uomini
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Big Bang Teoria di George Gamow Punto di infinita densit
Radiazione diffusa
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Galassie Le galassie, che si formarono circa 600 milioni dopo
il Big Bang, sono formate da stelle, gas e polveri: il nome deriva
dal greco galaxias che significa "di latte" e fa riferimento alla
Via Lattea, la galassia di cui fa parte il sistema solare. Sono
classificate secondo la loro forma in: Ellittiche A spirale
Irregolari
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Galassie ellittiche Hanno un'apparenza sferica pi o meno
allungata con poca materia interstellare e sono formate da stelle
generalmente piuttosto vecchie ed evolute, orbitanti attorno ad un
centro comune di gravit.
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Galassie a spirale Sono formate da un disco di stelle e materia
interstellare che ruota intorno ad centro di gravit; anche queste
sono composte da stelle generalmente di et avanzata. Un buon numero
di galassie a spirale mostrano una struttura stellare lineare a
forma di barra che attraversa il nucleo, da cui si dipartono i
bracci della spirale e vengono chiamate a spirale barrata.
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Galassie irregolari Sono una grande variet di galassie che non
possono essere classificate n come ellittiche, n a spirale.
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La durata della vita di una stella dipende dalla massa iniziale
e dalla luminosit delle stelle: quelle pi grandi consumano il
proprio "combustibile nucleare" piuttosto velocemente ed hanno una
vita decisamente pi breve (qualche decina o centinaio di milioni di
anni); quelle pi piccole invece bruciano l'idrogeno del nucleo
molto lentamente ed hanno un'esistenza molto pi lunga (decine o
centinaia di miliardi di anni). Non appena l'idrogeno, contenuto
nel nucleo della stella, stato completamente convertito in elio
dalla fusione nucleare, la successiva evoluzione della stella segue
vie diverse a seconda della massa dell'oggetto celeste. Le
Stelle
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Le stelle, che si formano all'interno di nubi di gas e polveri,
sono corpi celesti che brillano di luce propria trasformando,
attraverso reazioni di fusione nucleare, l'idrogeno in elio e
sviluppando energia sotto forma di calore e di luce. La formazione
di una stella ha inizio quando la nube inizia a collassare sotto la
sua stessa gravit.
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Il graduale collasso della nube porta alla formazione di densi
agglomerati di gas e polveri, noti come GLOBULI di BOK, al cui
interno si forma la PROTOSTELLA.
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Se la protostella non raggiunge la massa sufficiente per
iniziare la fusione nucleare si trasforma in una nana bruna
altrimenti inizia la fase "adulta" delle stelle (SEQUENZA
PRINCIPALE), il periodo in cui iniziano le reazioni di fusione
nucleare e l'idrogeno viene convertito in elio.
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Stelle con la massa inferiore a met di quelle del Sole
(chiamate nane rosse). Dopo aver convertito tutto l'idrogeno in
elio, si contraggono gradualmente, diminuiscono di luminosit ed
evolvono in nane bianche costituite prevalentemente da elio. Queste
si dovrebbero spegnersi trasformandosi in nane nere, tuttavia,
poich la durata della sequenza principale per una stella di questo
tipo stata stimata sugli 80 miliardi di anni e l'universo ha un'et
di "solo" 13,7 miliardi di anni, nessuna nana rossa ha mai avuto il
tempo di trasformarsi in nana nera.
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Stelle con la massa compresa tra 0,5 ed 8 masse solari: alla
fine della fase adulta, il nucleo subisce un collasso
gravitazionale, incrementando la propria temperatura, mentre gli
strati pi esterni, si espandono e si raffreddano, assumendo di
conseguenza una colorazione tendente al rosso. A questo punto la
stella si trasforma in una fredda ma brillante gigante rossa con un
nucleo inerte di elio e un guscio in cui prosegue la fusione
dell'idrogeno e permane in questa fase per circa un miliardo di
anni
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Quando il nucleo raggiunge la massa sufficiente, una complessa
serie di contrazioni e collassi gravitazionali provoca un forte
innalzamento della temperatura nucleare sino ad oltre 100 milioni
di kelvin, l'elio fonde in carbonio e ossigeno e si forma una
nebulosa planetaria al cui centro rimane un nucleo di materia, la
nana bianca con una temperatura di 100 -200 milioni di kelvin che
si raffredder trasformandosi, anche lei, in una nana nera. Come
stato detto precedentemente, si tratta di un modello teorico, poich
sino ad ora non stata ancora osservata alcuna nana nera perch gli
astronomi ritengono che il tempo previsto perch una nana bianca si
raffreddi del tutto sia di gran lunga superiore all'attuale et
dell'Universo.
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Stelle con la massa superiore a 8 masse solari: quando termina
il processo di fusione dell'idrogeno in elio ed inizia la
conversione di quest'ultimo in carbonio, le stelle si espandono
raggiungendo lo stadio di supergigante rossa.
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Continua il collasso del nucleo fino ad una grande esplosione
della stella in una brillantissima SUPERNOVA che spesso ha una
luminosit tale da superare, anche se per breve tempo, la luminosit
complessiva dell'intera galassia che la ospita. Le supernovae
esplose in epoca storica nella Via Lattea furono osservate ad
occhio nudo dagli uomini, che le ritenevano erroneamente delle
"nuove stelle" (da cui il termine nova utilizzato inizialmente per
designarle) che comparivano in regioni del cielo dove prima non
sembravano essercene come la Nebulosa del Granchio, il resto della
supernova SN 1054 esplosa il 4 luglio 1054 nella costellazione del
Toro
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Stella di neutroni: una stella che ruota velocissima su s
stessa
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Buco Nero: una regione di spazio da cui non esce n la luce n la
materia
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La stella pi grande
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Sistema Solare Il Sistema Solare ha 5 miliardi di anni fa
quando una nube di polvere ha iniziato a collassare: nella zona
centrale si formato il Sole mentre le particelle delle zone
periferiche si sono unite costituendo i pianeti e gli altri corpi
celesti. La massa del sistema concentrata quasi tutta all'interno
del Sole (circa il 99%): tutti i pianeti ruotano intorno al proprio
asse (moto di rotazione) in senso antiorario (da ovest ad est
tranne Venere che si muove in senso inverso) e intorno al Sole
(moto di rivoluzione) seguendo orbite che giacciono all'incirca
sullo stesso piano. Possiamo distinguere i pianeti in due gruppi:
interni o terrestri: Mercurio, Venere, Terra e Marte formati da
elementi pesanti come il ferro e con pochi satelliti. esterni o
gassosi: Giove, Saturno, Urano, Nettuno formati da idrogeno, elio e
altri gas e con molti satelliti Tra questi due gruppi ci sono una
serie numerosa di corpi rocciosi, la fascia di asteroidi. Plutone
non pi considerato un pianeta perch, pur essendo tra i pianeti
esterni, roccioso e la sua orbita non si trova sul piano delle
orbite degli altri pianeti. Tutti i pianeti si muovono intorno al
sole seguendo la legge di gravitazione universale di Newton e le
leggi di Keplero. Secondo la legge di gravitazione universale i
corpi si attirano con una forza che direttamente proporzionale al
prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della
loro distanza. Secondo le tre leggi di Keplero, tutti i pianeti
hanno orbite ellittiche, sono pi veloci quando sono pi vicini al
Sole (perielio) e pi lenti quando sono lontani (afelio) e il tempo
che impiegano a percorrere l'orbita direttamente proporzionale alla
loro distanza dal Sole.
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Asteroide Composizione chimica simile a un pianeta, piccolo,
non sferico e diametro non pi grande di qualche decina chilometri.
Residui del disco protoplanetario che non sono stati incorporati
nei pianeti, durante la formazione del sistema. Residuo di vecchie
comete che hanno perso il ghiaccio Orbite ad elevata eccentricit.
La maggior parte degli asteroidi orbitano tra Marte e Giove, in una
regione conosciuta come fascia principale. Non possono riunirsi a
causa della gravit di Giove. Al contatto con l'atmosfera terrestre
si disintegra completamente e si forma una striscia di luce
(meteora o stella cadente); se una piccola parte arriva fino a
terra prende il nome di meteorite.
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Comete Simile a asteroide ma composto prevalentemente di
ghiaccio. Le comete che entrano nel sistema interno, e si rendono
quindi visibili ad occhi umani, hanno spesso orbite ellittiche e
sono composte, per la maggior parte, di sostanze volatili come
anidride carbonica, metano e acqua ghiacciati, con mescolati
aggregati di polvere e vari minerali. La sublimazione (il passaggio
di stato da solido a gas) delle sostanze che formano la testa della
cometa, in prossimit del Sole, causa la formazione della chioma e
della coda. La coda doppia, una di colore azzurro formata da gas e
una, di colore rosso, formata dalle polveri. I ripetuti passaggi
vicino al Sole le spogliano progressivamente degli elementi pi
leggeri fino a quando la coda non si pu pi formare e rimane solo il
materiale roccioso che pu svanire in una nuvola di polveri oppure,
se pi consistente, formare un asteroide, che non subir pi
cambiamenti.
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Il Sole Il Sole, la stella pi vicina a noi, suddivisa in
involucri concentrici: il nucleo che comprende il 10 % del volume
totale della stella, ma costituisce oltre il 40 % della sua massa
totale, ha una temperatura di circa 15 milioni di gradi K. la zona
radiativa che assorbe l'energia prodotta dal nucleo e la trasmette
per irraggiamento (come un calorifero) agli strati superiori. In
questa zona non ci sono moti convettivi quindi non c' trasferimento
di materia. la zona convettiva che si trova nella porzione pi
esterna del Sole: l'area caratterizzata da temperature inferiori
rispetto alla zona radiativa per cui l'energia ed il calore non
possono essere trasferiti attraverso l'irraggiamento, ma tramite
moti convettivi. La materia pi calda e meno densa viene portata in
superficie, dove cede parte della propria energia termica; una
volta raffreddata, la materia sprofonda di nuovo alla base della
zona convettiva, dove riceve nuovamente il calore proveniente dalla
zona radiativa. A differenza dello strato sottostante, dunque,
nella zona convettiva la materia in costante movimento. la
fotosfera, lo strato superficiale del Sole, al di sotto del quale
la stella diviene opaca alla luce visibile. Ha uno spessore di
qualche centinaio di chilometri e una temperatura di circa 6000
gradi Kelvin. Nella fotosfera sono visibili le macchie solari che
sono regioni della fotosfera ad una temperatura pi bassa (4000
gradi K). Cromosfera (parola greca che significa colore) sottile
fascia di 2000 km chiamata cos a causa dei suoi brillamenti
colorati visibili subito prima e subito dopo le eclissi totali di
Sole. un sottile involucro costituito da gas rarefatto che appare
di colore rossastro La corona solare che non ha una forma e una
altezza ben definita ed formata da gas rarefatti a temperatura
elevata. Il vento solare formato da particelle e radiazioni che
arriva fino al limite dell'atmosfera terrestre. Il ciclo solare
(detto anche ciclo dell'attivit magnetica solare) il tempo, della
durata media di undici anni, che intercorre tra un periodo di
minimo dell'attivit solare e il successivo minimo; la lunghezza del
periodo non strettamente regolare ma pu variare tra i dieci e i
dodici anni.
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La luna La luna, che l'unico satellite della terra, si trova ad
una distanza di circa 300.000 km, ha un raggio che misura circa un
quarto di quello terrestre (1700 km), ruota intorno al proprio asse
e intorno al nostro pianeta in circa 28 giorni (questo il motivo
per cui vediamo sempre e solo la stessa faccia), formata da pianure
(mari) e da crateri molto profondi (fino a 7 km), ha una gravit
pari a un sesto di quella terrestre e una composizione del terreno
molto simile a quella del nostro pianeta. Secondo l'ipotesi pi
accreditata, alcuni materiali, gi in orbita intorno alla terra, si
sono aggregati e hanno costituito il nostro satellite. Fasi lunari
Durante la sua orbita la luna non sempre visibile allo stesso modo:
ognuna delle 4 fasi dura, circa, una settimana e ha un nome
diverso: luna nuova o novilunio in cui la Luna si trova tra la
Terra e il Sole. In questo periodo sorge alle 6 e tramonta alle 18.
primo quarto quando la luna si trova a 90 rispetto al Sole
(quadratura). Sorge alle 12 e tramonta alle 24. luna piena o
plenilunio in cui la Terra si trova tra il Sole e la Luna. Sorge
alle 18 e tramonta alle 6. ultimo quarto quando la luna si trova
nuovamente a 90 rispetto al Sole (quadratura). Sorge alle 24 e
tramonta alle 12.
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Fasi lunari
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Eclissi Tutti i corpi che non brillano di luce propria ma sono
visibili perch illuminati dalle stelle possono subire o creare
delle eclissi. Ogni volta che Terra, Luna e Sole sono allineate,
l'ombra della Terra copre parzialmente o completamente la Luna
oppure la Luna copre parzialmente o completamente il Sole: nel
primo caso si parla di eclissi lunare, nel secondo di eclissi
solare. Questo fenomeno dovrebbe accadere ad ogni plenilunio o
novilunio, in realt, questo non succede perch i piani delle orbite
della Luna e della Terra sono inclinati l'uno rispetto all'altro di
circa 5: quindi abbiamo le eclissi solo in novilunio o plenilunio e
se i tre corpi celesti sono allineati (linea dei nodi). L'eclissi
lunare pu essere totale o parziale mentre quella solare pu essere,
totale, parziale o anulari
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Rivoluzione e rotazione Rivoluzione Il moto di rivoluzione il
movimento che la terra compie da ovest verso est descrivendo
un'orbita lunga 930 milioni di chilometri: tale movimento si compie
in 365 giorni e l'asse risulta sempre inclinato di circa 66
rispetto al piano dell'eclittica (ossia il piano dell'orbita). Le
conseguenze di questo movimento sono l'alternarsi delle stagioni e
la diversa durata del d e della notte. Non essendo perpendicolare
al piano dell'orbita, il circolo di illuminazione diverso a seconda
del periodo dell'anno: il 21 marzo e il 23 settembre (equinozio di
primavera e d'autunno) passa per i Poli terrestri e la notte uguale
al d, il 21 giugno (solstizio d'estate) si ha la massima durata del
giorno (nell'emisfero boreale o nord) e il 21 dicembre (solstizio
d'inverno) la minima durata del giorno (sempre nel nostro
emisfero). Rotazione La terra, il cui raggio circa di 6000 km
(maggiore all'equatore e minore ai poli) e ha la forma di un
ellissoide leggermente schiacciato ai poli, ruota da ovest verso
est intorno ad un asse immaginario (che incontra la superficie al
polo Nord e al polo Sud) in 24 ore (giorno solare) se il nostro
punto di riferimento il Sole oppure in 23 ore, 56 minuti e 4
secondi se il nostro riferimento una stella (giorno sidereo). La
conseguenza pi importante di questo movimento l'alternarsi del d e
della notte.