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Pianeti

I pianeti sono i principali corpi del sistema solare. Essi si muovono attorno al Sole percorrendo orbite ellittiche che giacciono quasi sullo stesso piano dell'orbita terrestre. Partendo comunque dall'interno, e procedendo verso l'esterno, essi sono: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Ad essi si aggiungono i pianeti nani: Ceres, Plutone, Haumea, Makemake ed Eris.

Sia i pianeti, che i pianeti nani, sono spesso accompagnati anche da altri piccoli corpi, definiti satelliti o lune, che ruotano attorno al compagno principale secondo orbite ellittiche e con il quale costituiscono un unico sistema orbitante attorno al Sole. Il loro numero varia per ogni pianeta o pianeta nano, nessuno per Mercurio e Venere, uno per la Terra, due per Marte, cinque per Plutone, sino ad arrivare a Giove e Saturno che con le loro decine di satelliti costituiscono delle piccole riproduzioni dello stesso sistema solare.

Definizioni di pianeta e di pianeta nano

foto NASA-IAU

Alla luce della risoluzione dell'I.A.U. approvata il 24 Agosto 2006, la nuova definizione di pianeta è quella di un corpo celeste che:

1. orbita attorno al Sole;
2. ha una massa sufficiente per resistere alla proprie forze gravitazionali mantenendo una forma rigida e rotonda;
3. ha ripulito la sua orbita dai corpi minori che si trovavano nelle proprie vicinanze.

Viceversa la definizione di pianeta nano, sempre secondo la risoluzione dell'I.A.U., che ha declassato Plutone e promosso Ceres includendoli in questa nuova categoria di oggetti del sistema solare assieme ad Haumea, Makemake ed Eris, è quella di un corpo celeste che:

1. orbita attorno al Sole;
2. ha una massa sufficiente per resistere alla proprie forze gravitazionali mantenendo una forma rigida e rotonda;
3. non ha ripulito la sua orbita dai corpi minori che si trovavano nelle proprie vicinanze;
4. non è un satellite.

Classificazione dei pianeti

Una prima distinzione fra i pianeti del sistema solare la si può effettuare in base all'orbita terrestre, e perciò li possiamo suddividere in:

• Pianeti Inferiori - quelli le cui orbite si trovano all'interno dell'orbita terrestre (Mercurio e Venere);
• Pianeti Superiori - quelli le cui orbite si trovano esternamente all'orbita terrestre (Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno).

In riferimento alle loro caratteristiche e proprietà fisiche li distingueremo invece in:

• Pianeti Terrestri (o interni) - caratterizzati da piccole dimensioni, superficie solida, compatta e ricca di elementi pesanti, volume e massa limitati, grandi densità;
• Pianeti Gioviani (o esterni) - dalle dimensioni maggiori, superficie gassosa, atmosfera ricca di idrogeno ed elio, anello di svariate dimensioni, maestoso in Saturno ed impercettibile negli altri, volume e massa elevati, piccole densità.

Alla prima appartengono oltre alla Terra, Mercurio, Venere e Marte. All'altra, subito dopo la "fascia degli asteroidi", quasi un confine fra i due gruppi, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Configurazioni planetarie

Ogni pianeta varia la sua posizione rispetto al nostro ed al Sole assumendo quei particolari aspetti celesti denominati "configurazioni planetarie" che nell'antichità sono stati oggetto di studio presso gli astronomi babilonesi, convinti com'erano questi, che essi rappresentassero una manifestazione della volontà divina. In relazione ai pianeti inferiori si definiranno quindi:

• Congiunzione Inferiore - quando un pianeta è allineato lungo la retta Terra - Pianeta - Sole. In questo caso è praticamente invisibile nonostante sia alla minima distanza da noi visto che, oltre a mostrare l'emisfero non illuminato, si trova in direzione del Sole;
• Congiunzione Superiore - quando il pianeta è allineato lungo la retta Terra - Sole - Pianeta. Anche in questo caso non è visibile, pur mostrando l'emisfero illuminato, in quanto si trova nelle vicinanze del Sole con cui sorge e tramonta.

Per quanto riguarda gli altri pianeti, quelli superiori, si verificherà invece:

• Congiunzione - quando essi saranno allineati lungo la retta Terra - Sole - Pianeta. Non sono visibili, pur mostrando l'emisfero illuminato, perchè in prossimità del Sole;
• Opposizione - in questo caso essi occupano una posizione opposta a quella precedente, essendo allineati lungo la retta Pianeta - Terra - Sole. Sorgono e tramontano 12 ore dopo di esso, e sono ben visibili, visto che oltre a mostrare l'emisfero illuminato, data la minima distanza dalla Terra, presentano le massime dimensioni apparenti. Inoltre, transitando intorno alla mezzanotte al meridiano, trascorrono gran parte delle ore notturne alti sull'orizzonte e dunque lontano dai disturbi causati dalle luci artificiali e dall'atmosfera terrestre;
• Quadratura - quando il Sole ed il pianeta sono visti dalla Terra con un angolo di 90° verso Ovest o verso Est. Può essere dunque occidentale od orientale, ragion per cui il pianeta sorge e tramonta 6 ore prima o dopo, a seconda che preceda o segua il Sole.

In relazione a tutto ciò bisogna precisare anche il concetto di elongazione, la distanza angolare di ogni pianeta dal Sole, espressa in gradi, e che può essere orientale od occidentale, e che naturalmente non può superare l'angolo sotteso dal raggio dell'orbita visto dalla Terra. Tutto ciò corrisponderà alla visibilità mattutina o serale del pianeta, e praticamente ad una osservazione limitata entro un certo numero di ore prima del sorgere (elong. occidentale) o dopo il tramonto del Sole (elong. orientale), e quindi ad una elongazione massima di 28° per Mercurio (2 ore circa), 48° per Venere (quasi 4 ore) e di 180° (12 ore) per i pianeti esterni, quando questi raggiungeranno l'opposizione.

C'è da aggiungere infine come col termine "congiunzioni" si indichino anche quei momenti in cui due o più corpi del sistema solare avranno più o meno le medesime coordinate astronomiche, raggiungendo quindi una minima distanza celeste fra loro e determinando quei particolari fenomeni indicati appunto con questo termine. Si dà il caso tuttavia di rari ed eccezionali eventi in cui più pianeti occuperanno zone contigue del cielo dando vita a quelli che appunto vengono definiti "raggruppamenti".

Dinamica e visibilità dei pianeti

Ogni pianeta, oltre a ruotare attorno al proprio asse, più o meno velocemente in senso antiorario, ad eccezione di Venere ed Urano che girano in senso contrario, compie un movimento di rivoluzione attorno al Sole secondo un'orbita di forma ellittica che vista dal Nord del sistema solare si svolge in un senso antiorario. Anche la Terra a sua volta compie degli analoghi movimenti che influenzeranno quindi l'osservazione di tutti gli altri oggetti. Pertanto gli spostamenti celesti di Sole, pianeti ed ogni altro corpo del sistema solare, verranno definiti "moti apparenti".

Le cose tuttavia si complicano quando si considerano i pianeti. Questi, a differenza delle stelle, variano continuamente le loro posizioni e le loro coordinate astronomiche in maniera tanto più marcata quanto più sono vicini a noi. Mercurio, ad esempio, che passa dalla massima elongazione occidentale a quella orientale in appena un mese e mezzo, si muove molto più velocemente che non Nettuno.

Per rintracciarli allora, in particolar modo per i due pianeti più lontani, Urano e Nettuno, non nettamente distinguibili ed osservabili ad occhio nudo, bisogna ricorrere alle effemeridi, degli speciali elenchi che riportano dettagliatamente le coordinate astronomiche in relazione alle date desiderate.

Comunque, per convenzione, si assume che un pianeta si muove, rispetto alle stelle, da Ovest verso Est di "moto diretto", anche se vi sono dei momenti in cui appare invertire la rotta, per effetto della combinazione fra il proprio moto di rivoluzione e quello della Terra, spostandosi perciò in senso contrario di "moto retrogrado". Tutto ciò è quindi una conseguenza dei rispettivi moti di rivoluzione, delle diverse velocità ed inclinazioni orbitali, che dalla Terra faranno apparire in cielo solo la proiezione degli effettivi movimenti, e quindi delle traiettorie celesti simili a delle curve che spesso si chiudono anche in anelli.

Fasi

A causa dei rispettivi moti orbitali, anche i pianeti mostrano le "fasi" al pari del nostro satellite naturale. Infatti, osservandoli dalla superficie terrestre, essi variano la loro posizione rispetto alla luce solare risultando illuminati in maniera diversa. Il fenomeno è comunque quasi esclusivo dei pianeti inferiori che, similmente alla Luna, mostrano porzioni del proprio disco apparente che progressivamente vengono illuminati dalla luce solare, passando da una fase nulla, quando sono in congiunzione inferiore, ad una completa quando appaiono al di là del Sole in congiunzione superiore.

A causa però della contemporanea presenza del Sole, la fase totale non è mai visibile, restando invece osservabili quelle fasi parziali quando il pianeta dista dall'astro maggiore di una certa distanza angolare. Tutti gli altri pianeti invece, essendo le loro orbite esterne alla nostra, mostreranno sempre l'emisfero illuminato, variando di poco la percentuale interessata ed assumendo quel curioso aspetto definito "gibboso".

Leggi di Keplero

Le tre leggi di Keplero sono state ricavate empiricamente sulla base dell'osservazione celeste da J. Kepler, un astronomo tedesco assistente di T. Brahe, rispettivamente nel 1608, 1609 e 1619. Esse regolano il moto dei pianeti del sistema solare attorno al Sole, senza tener conto delle perturbazioni causate dall'attrazione gravitazionale di altri corpi celesti.

1^a Legge di Keplero

Ogni pianeta descrive un'orbita ellittica di cui il Sole occupa uno dei due fuochi

L'orbita di un pianeta giace su di un piano, quello orbitale, e la sua distanza dal Sole varia fra un massimo all'afelio, il punto più lontano dal Sole, ad un minimo al perielio, il punto più vicino.

2^a Legge di Keplero

Le aree descritte dalla retta pianeta - Sole sono proporzionali ai tempi impiegati a descriverle

La retta pianeta - Sole descrive aree uguali in tempi uguali. La velocità di un pianeta non è costante, ma varia fra un massimo al perielio ad un minimo all'afelio.

3^a Legge di Keplero

Il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta è proporzionale al cubo del semiasse maggiore dell'orbita

Quindi il tempo impiegato da un pianeta per percorrere un'orbita completa è direttamente proporzionale al semiasse maggiore dell'orbita, ovvero alla distanza media del pianeta dal Sole.

Legge di Titius - Bode

Nell'esaminare i pianeti del sistema solare balza subito agli occhi un'altra loro sorprendente proprietà, quella introdotta dalla legge di Titius - Bode, formulata dall'astronomo J. Titius nel 1766 e pubblicata successivamente nel 1772 da J. Bode.

Secondo la legge, introducendo nella seguente formula matematica D = 0,4 + 0,3 x 2ⁿ i numeri (- infinito, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) al posto di n, si ricavano approssimativamente tutte le distanze medie dei pianeti dal Sole espresse in unità astronomiche, tuttavia con l'eccezione di Nettuno i cui valori non sono perfettamente coincidenti.

Periodo sinodico

Una caratteristica delle configurazioni planetarie che si verificano fra i pianeti, è che esse si ripetono regolarmente dopo un certo numero di giorni, il periodo sinodico, il quale dipende dalla combinazione dei rispettivi moti di rivoluzione dei pianeti (periodo siderale) con quello della Terra.

Il nostro pianeta, infatti, per effettuare due successivi allineamenti con un altro pianeta impiega un tempo maggiore di quello occorrente per completare un'orbita completa, in quanto per raggiungere l'altro corpo celeste, che si è nel frattempo spostato, deve percorrere un altro tratto di orbita in più.

Tabelle dati pianeti

Mercurio | Venere | Marte | Giove | Saturno | Urano | Nettuno

Sole | Pianeti Nani | Asteroidi | Comete | Oggetti Transnettuniani | Meteoroidi

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