Stelle galassie e nebulose

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Le stelle galassie e nebulose

L’astronomia è la scienza che studia l’Universo.
La volta celeste appare a noi immobile e costellata di punti luminosi, in realtà è in movimento e i punti luminosi sono corpi celesti: stelle, pianeti e satelliti. Infatti se individui una posizione di una stella rispetto alla cima di un albero, dopo mezz’ora noterai che si è spostata, questo movimento è solo apparente perché è stata la Terra a ruotare su se stessa. Le stelle mantengono inalterata la loro posizione e per poterle individuare facilmente gli antichi le raggrupparono in costellazioni, le più famose sono quelle dello Zodiaco, Orione, l’Orsa Maggiore, l’Orsa Minore, il Cigno e Cassiopea. La stella più luminosa viene chiamata α (alfa), poi scendendo di luminosità β (beta), γ (gamma), δ (delta) e così via.

Quanto distano da noi le stelle?
La stella più vicina è il Sole che dista da noi 150 milioni di chilometri ed è quindi necessario l’introduzione di una nuova unità di misura: l’anno luce. L’anno luce è la distanza percorsa in un anno da un raggio luminoso che viaggia alla velocità della luce, cioè 300.000 Km/s (poiché in un anno ci sono 31.536.000 secondi, un anno luce è lungo 9.460 miliardi di Km). Usando questa unità il Sole dista da noi 8 minuti luce e Proxima Centauri circa 4 anni luce, mentre la stella polare 65.000 anni luce.

Luci del passato

A causa di queste enormi distanze, noi vediamo i corpi celesti attraverso la luce che ci mandano e li vediamo com’erano al momento della partenza della luce che osserviamo, questo vale anche per la Luna, infatti non la vediamo com’è al momento, ma com’era 1,31 secondi prima, e il Sole che vediamo è il Sole di 8,3 minuti fa. La luce di alcune stelle impiega pochi anni a giungere fino a noi, altre ne impiegano centinaia, ma ce ne sono ancora altre lontanissime nello spazio, lontane milioni di anni nel tempo. Osservando con un telescopio la Galassia di Andromeda, si può vedere la luce di singole stelle che ha impiegato più di 2 milioni di anni per giungere a noi: vedremmo quelle stelle com’erano 2,2 milioni di anni fa. Il cielo è un collage di scene che appartengono a epoche diverse e che sono molto differenti tra loro. Spingendo l’osservazione su oggetti più lontani nello spazio, cioè sempre più indietro nel tempo, troveremo un Universo diverso da come lo conosciamo oggi. Nelle profondità dello spazio possiamo osservare oggetti lontani più di 15 miliardi di anni luce e quindi com’erano in un tempo vicini al Big Bang (l’atto di creazione dell’Universo).
Se oggi, un osservatore di un pianeta situato in una Galassia della Chioma di Bernice potesse osservare ciò che succede sulla nostra Terra, vedrebbe che viene popolata dai primi rettili e dai primi uccelli e uno da Andromeda potrebbe osservare l’uomo alzarsi in piedi e guardare per la prima volta il cielo. Nel 1987, gli astronomi hanno osservato l’esplosione di una stella, un evento che in realtà era avvenuto 170.000 di anni fa. Nel 1995 il telescopio spaziale HST ha effettuato una ricognizione nello spazio profondo ottenendo immagini di un numero straordinario di galassie blu, si tratta di alcune delle immagini più profonde mai riprese, immagini del lontano passato, dimostrando che un tempo l’Universo era molto differente da come è ora.

Le galassie: la nostra e le altre

Se in una sera d’estate osservi il cielo noterai una fascia luminosa e soffusa che attraversa la volta celeste. Questa fascia era chiamata dagli antichi Greci Via Lattea ed è la parte visibile dalla Terra di una galassia. Nello spazio, le stelle non sono distribuite a caso, ma sono concentrate in raggruppamenti immensi, chiamati galassie. La nostra è appunto la Via Lattea. Fino ad un secolo fa, si pensava che la Via Lattea fosse l’unica nell’Universo.
Grazie al telescopio gigante di Monte Wilson (USA), gli astronomi hanno potuto osservare quella che veniva chiamata la Nebulosa di Andromeda: questa nebulosa è in realtà un enorme insieme di stelle situato a circa 2 milioni di anni luce da noi. Da allora gli astronomi non hanno mai smesso di identificare galassie analoghe e ne hanno individuate oltre 200.000, ma si pensa che dovrebbero essere 100 miliardi. La Galassia di Andromeda è piuttosto vicina a noi, visto che le galassie più lontane si trovano a molti miliardi di anni luce. Le galassie girano su se stesse ed assumono forme diverse. Sono di quattro tipi: galassie ellittiche, a spirale, a spirale barrate e irregolari.

Anche le galassie, come le stelle sono raggruppate tra loro nello spazio e formano i cosiddetti ammassi. La nostra Via Lattea farebbe parte di un ammasso di diciannove galassie.

Gli astronomi ritengono che le forme delle galassie corrispondano agli stadi della loro evoluzione in particolare la presenza delle spirali, individuerebbe le galassie più giovani.
La Via Lattea contiene oltre 200 miliardi di stelle e ha una forma a spirale con numerosi bracci intorno a un rigonfiamento centrale. Il suo diametro maggiore è di 100.000 anni luce e compie un movimento di rotazione attorno al proprio asse. Il sistema solare si trova in uno dei bracci a circa 30.000 anni luce dal centro galattico e descrive in 250 milioni di anni un’orbita attorno al centro. Le galassie più vicine alla Via Lattea sono: Andromeda, la Piccola nube di Magellano e la Grande nube di Magellano. Andromeda dista dalla Terra circa 2.000.000 di anni luce e si presenta ovale. Gli astronomi pensano che sia poco più grande della Via Lattea e comprenda circa 300 miliardi di stelle. La Piccola e la Grande Nube di Magellano sono galassie di forma irregolare.
La Galassia di Andromeda è l’oggetto più lontano che si riesca a scorgere ad occhio nudo. Ha una massa circa doppia di quella della nostra galassia. La Galassia di Andromeda era nota almeno dal 964 d.C. La prima osservazione al telescopio fu attribuita al tedesco Simon Marius. Solo nel 1923 l’astronomo E. Hubble riuscì a valutarne la sua distanza. Sappiamo che nei nuclei delle galassie attive risiede con probabilità un buco nero supermassiccio, perché non potrebbe esserne uno nelle galassie normali? Al centro di Andromeda ce ne sono ben due. E’ probabile che uno dei due sia appartenuto un tempo ad un’altra galassia più piccola che venne “divorata” da Andromeda circa 1 miliardo di anni fa. Un buco nero è il residuo collassato di una stella vecchia e ha una forza di gravità tanto elevata che, nemmeno un oggetto alla velocità della luce, riuscirebbe ad allontanarsi venendo risucchiato in una specie di tunnel, che secondo la teoria di Einstein-Rose porterebbe in un universo parallelo lontano nel tempo.

Classificazione delle stelle.

Le stelle sono ammassi di materia allo stato gassoso in cui predominano l’idrogeno e l’elio; esse emettono nello spazio enormi quantità di energia prodotta nel loro nucleo dalla fusione nucleare. Non tutte le stelle splendono allo stesso modo. La luminosità è una proprietà tipica di ogni stella che dipende dalla sua distanza dalla terra. Il Sole appare come la stella più splendente solo perché è la stella più vicina.

ROSSO	DA 3.000 A 4.000°C
ARANCIONE	DA 4.000 A 5.000°C
GIALLO	DA 5.000 A 6.000°C
BIANCO	DA 6.000 A 10.000°C
AZZURRO	DA 10.000 A 50.000°C

SUPER GIGANTE	Almeno 300 volte più grande del Sole
GIGANTE	Almeno 10 volte più grande del Sole
MEDIA	All’incirca come il Sole
NANA	Almeno 100 volte più piccola del Sole

Le stelle hanno anche diverso colore, alcune bianche, altre rossastre, altre azzurre. La differenza di colore è dovuta alla temperatura superficiale della stella.

Le stelle si differenziano anche per grandezza: le più grandi hanno un diametro che è almeno 300 volte più grande del sole e le più piccole hanno un diametro 100 volte più piccolo di quello solare.

Stelle doppie: Mizar e Alcor

Molte stelle che a occhio nudo appaiono singole osservate al telescopio rivelano di essere legate a una compagna, vengono chiamate stelle doppie: si tratta di copie di stelle che ruotano intorno a un centro di gravità comune, alcune variano di luminosità in modo regolare quando una transita davanti all’altra. Stelle doppie sono Mizar e Alcor dell’Orsa Maggiore, e non solo, entrambe sono costituite da due stelle, Mizar in più in una delle stelle che la formano contiene altre due stelle e l’altra ne ha tre, quindi Mizar è composta da cinque stelle e Alcor da due.

Le Nebulose

Gli astronomi ritengono che le stelle nascano all’interno delle nebulose. Una nebulosa è una nube di gas e polvere sparsa nella galassia, le nebulose brillanti si dividono in nebulose a emissione e a riflessione. Quelle a emissione sono costituite da nubi che illuminate da stelle vicine, emettono luce per effetto dei gas; le nebulose a riflessione diffondono invece la luce delle stelle vicine ed hanno le stesse caratteristiche delle stelle che le illuminano. Ci sono anche nebulose oscure che nascondono completamente la luce delle stelle dietro di esse. Altre nebulose sono quelle planetarie che sono prodotte dall’esplosione di una stella e al loro centro si può ancora scorgere la stella stessa. I colori più splendidi sono quelli delle nebulose brillanti e sono proprio le radiazioni ultraviolette a far brillare la nebulosa dei suoi colori (il rosso-rosa è dato dall’idrogeno, mentre il verde dall’ossigeno ionizzato).

La nascita e la morte delle stelle

Nella nostra galassia nascono da una a sei nuove stelle all’anno. Si pensa che si formino principalmente all’interno delle nubi molecolari giganti che sono una massa molto speciale: la materia di cui sono composte è assai complessa, ma la maggior parte è d’idrogeno. Per una parte del loro ciclo vitale, le stelle si evolvono in modo quieto, ma la fine della loro esistenza è segnata da eventi catastrofici.
All’inizio i gas delle nebulose e la polvere cosmica si addensano formando piccoli ammassi di materia, che aumentando attirano altri gas e polveri. Contraendosi il materiale si riscalda e nella nebulosa si forma un nucleo molto caldo, detto protostella. Se la massa iniziale è costituita di idrogeno ed è minor di un decimo del nostro Sole la temperatura non aumenta oltre a un certo punto e la protostella resta una stella mancata, ossia una stella mai nata che raffreddandosi diventa un minuscolo corpo invisibile perso nello spazio. La temperatura all’interno della protostella sale vertiginosamente e raggiunge 10-15 milioni di gradi, queste temperature permettono l’innesco della fusione nucleare: l’idrogeno si trasforma in elio, producendo energia e così si accende la nuova stella.

L’energia prodotta è grande, e gli strati gassosi si espandono contrastando la gravità e si raffreddano. La stella diventerà stabile quando la forza di espansione e la gravità che tende a contrarla saranno bilanciate, vivrà così fino a quando continueranno i processi della fusione, possono durare anche alcuni milioni di anni.

Il ciclo vitale di una stella dipende dalla forza gravitazionale e dall’energia termica. Il suo destino invece, dipende dalla sua massa iniziale, se la massa è piccola, come il Sole, la combustione nucleare è lenta e la vita della stella durerà a lungo. Quando tutto l’idrogeno si sarà trasformato in elio avverrà un nuovo tipo di fusione: l’elio diventerà ossigeno e carbonio. Di seguito il calore aumenterà e gli strati esterni si gonfieranno raffreddandosi e la temperatura comincerà a diminuire, la stella darà allora radiazioni rosse, diventando una gigante rossa. Consumato il combustibile la forza di gravità prenderà il sopravvento e la stella diventerà una nana bianca densa e piccola, destinata a raffreddarsi e a spegnersi. Quando la stella non darà alcuna radiazione diventerà un puntino nero nello spazio, cioè una nana nera.
Se la massa iniziale è grande, le reazioni termonucleari che avvengono nel nucleo esercitano una pressione verso l’esterno e ne arrestano la contrazione gravitazionale. Quando però tutto l’idrogeno si è consumato, il nucleo riprende a contrarsi, mentre l’idrogeno di uno strato esterno vicino al nucleo brucia. Questo guscio si espande anche dieci volte la stella originale facendo diventare la stella una gigante rossa. Per via della nuova contrazione la temperatura diventa molto alta, tanto da innescare reazioni termonucleari di nuovo tipo: i nuclei di elio si fondono producendo elementi sempre più pesanti. Esaurito il combustibile, la stella, non più equilibrata dall’energia termica si contrarrà su se stessa in breve tempo con il cosiddetto collasso gravitazionale e la sua temperatura aumenterà di miliardi di gradi nel giro di pochi secondi. Avverrà allora un violenta esplosione che porterà alla formazione di atomi più pesanti del ferro, fino all’uranio, la stella quindi, diventerà una nova o una supernova (uno degli oggetti più luminosi del cielo). L’esplosione di una supernova si esaurisce in qualche mese. Le parti esterne si disperderanno nello spazio e quelle interne si contrarranno velocemente. A questo punto la materia che forma la stella sarà talmente compressa da perdere le sue caratteristiche. Si avrà allora una stella di neutroni o pulsar, piccola e molto densa. Queste stelle ruotano molto velocemente ed emettono onde radio che si muovono nello spazio come la luce di un faro nella notte. Captato dalla Terra questo fascio si vede come una specie di lampo. Comunque, la stella continuerà a contrarsi e la forza di gravità diventerà tanto elevata che nemmeno un oggetto alla velocità della luce riuscirà ad allontanarsi formando un buco nero.
Nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri sono cadaveri stellari.

Il Sole e il suo Sistema

Il Sole è una stella. Non ha niente in particolare rispetto le altre stelle che a miliardi affollano l’Universo; non si distingue ne per grandezza ne per luminosità. Tuttavia è importante per la Terra perché l’energia che si usa quotidianamente non è altro che l’energia solare trasformata. Il Sole è una stella gassosa classificata come media gialla. La sua massa è 323.000 volte più grande di quella della Terra, e la forza di gravità che agisce sulla sua superficie è 28 volte più forte di quella della Terra (se un uomo pesa sulla Terra 70 Kg, sul Sole peserebbe circa 1960 Kg). Il Sole ruota su se stesso in un periodo medio di 25 giorni, a causa della struttura gassosa la velocità di rotazione è maggiore all’equatore e minore ai poli. Il suo nucleo ha temperature che arrivano a 20 milioni di gradi, mentre ha una temperatura superficiale di 6.000°C.
Attorno al Sole ruotano oltre alla Terra otto pianeti, questo è detto sistema solare. I pianeti descrivono orbite ellittiche e sono all’incirca sullo stesso piano. A partire da quello più vicino al Sole i pianeti sono: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno e Plutone. Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno erano noti sin dagli albori della civiltà. Urano vene scoperto nel 1781, Nettuno nel 1846.

Il Pianeta X
Tra la fine 1800 e l’inizio del 1900 tutto il mondo era convinto della necessità di un nuovo pianeta: il Pianeta X, decimo pianeta e il pianeta del mistero. La sua orbita era ipotetica tra Urano e Nettuno e nel 1930 si scoprì un pianeta e fu chiamato Plutone, ma, le sue caratteristiche non corrispondevano con quelle del Pianeta X. Le ricerche del Pianeta X sono continuate utilizzando anche le più avanzate tecnologie spaziali e astronautiche. Nonostante le osservazioni all’infrarosso e della sonda spaziale Pioneer 10, non è stata osservata traccia del Pianeta X, ma secondo gli ultimi calcoli, questo pianeta dovrebbe avere una massa 3,5 volte quella terrestre e un orbita estremamente allungata, con un periodo orbitale di circa 1.000 anni. In realtà il Pianeta X non è l’unico mistero del sistema solare. Un’altra ricerca è stata abbandonata: quella di un ipotetico pianeta la cui orbita sarebbe compresa tra Mercurio e il Sole, nel 1859 questo pianeta fu visto transitare sul disco solare e venne battezzato Vulcano, ma non fu però mai più osservato.
Intorno a molti di questi pianeti ruotano dei corpi celesti di dimensioni più ridotte, i satelliti, quelli più conosciuti sono 36, tra cui la Luna.
I pianeti di dimensioni minori sono situati nelle vicinanze del Sole e costituiti da materiali rocciosi (Mercurio, Venere, Terra, Marte). I pianeti di grosse dimensioni sono lontani dal Sole e costituiti in gran parte di materiali gassosi, soprattutto di idrogeno ed elio (Giove, Saturno, Urano e Nettuno). Fa eccezione Plutone, roccioso e dalla superficie ghiacciata.

Altri corpi celesti del Sistema Solare

Cometa di Halley

Appartengono al sistema solare anche le comete. Le comete appaiono inattese nel cielo restando visibili per un certo periodo di tempo, movendosi tra le stelle e poi scomparendo. Alcune ritornano. Oggi sappiamo che sono corpi del sistema solare, antichi come il sistema stesso. Considerate un tempo presagi di sventura, sono invece il veicolo che probabilmente portò il seme della vita sulla Terra. Le comete sono corpi del sistema solare che descrivono orbite molto allungate intorno al Sole in un intervallo di tempo chiamato periodo. E’ possibile che alcune abbiano un’orbita aperta (iperbolica) che dopo un'unica apparizione la porta a perdersi nello spazio. La maggior parte ha però un periodo così lungo che è impossibile prevedere la data del ritorno. Quelle di cui si riesce calcolare il periodo sono dette periodiche. Le comete sviluppano una testa o nucleo, molto luminosa e questa è circondata da una porzione di materia molto diffusa, la chioma, cui molto spesso è unita una lunga coda. Nel 1986 la sonda spaziale Giotto ha attraversato la chioma della cometa Halley, analizzando la sua composizione: ghiaccio frammisto a polveri: nient’altro che una “palla di neve sporca”. Questo “sporco” è composto da materiale organico che in ere lontane ha forse dato origine alla vita sulla Terra. Le comete hanno origine in una zona sferica detta nube di Oort, che circonda il sistema solare, si tratta dei residui della nube di polvere e di gas che in tempi lontanissimi diede origine al sistema solare. Altri oggetti luminosi che attraversano velocemente la volta celeste sono le meteore. Si tratta di frammenti che nell’attraversare l’atmosfera celeste si incendiano e si sgretolano in particelle, dando luogo al fenomeno conosciuto come “stelle cadenti”. A volte parti più consistenti di una meteora riescono ad attraversare l’atmosfera e cadono sulla superficie terrestre. Questi frammenti prendono il nome di meteoriti.

Fonte: http://mirwen.altervista.org/file/medie/Le_stelle.doc

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

LE STELLE E LE GALASSIE

Il nostro pianeta è chiamato Terra.La Terra ruota attorno ad una stella chiamata Sole.
Il Sole e 8 pianeti (Plutone non è più considerato un pianeta) formano il Sistema Solare. Tutti i pianeti del sistema solare rutano intorno al sole. Il sistema solare è dentro una galassia.
La galassia è un insieme gigantesco di miliardi di stelle. La nostra galassia si chiama Via Lattea.
Tra il Sole e i pianeti ci sono enormi distanze. La distanza non è misurata in metri (m) o chilometri (Km) ma le distanze sono misurate in unità astronomica e in anno-luce.

Il Sistema Solare.

Le stelle.

1 UA (1 unità astronomica)= 150 milioni Km= distanza media tra Sole e Terra
1 a.l. (1 anno luce)= 9460 miliardi Km= distanza percorsa dalla luce nel vuoto in 1 anno.

RISPONDI: distanza tra Sole e Plutone= 39 UA Quanti Km?
distanza tra Terra e Luna= 0,0026 UA Quanti Km?

Guarda la figura e rispondi: La distanza tra la Terra e la stella chiamata Proxima Centauri è 4 anni luce. Quanti Km?

Le stelle sono delle palle gigantesche formate da gas, questi gas si chiamano elio e idrogeno. La stella bruciando questi gas libera luce e calore. Il Sole è un tipo di stella.
Ogni stella ha un colore, ci sono stelle blu, bianche, rosse, gialle, arancioni.
Le stelle hanno una temperatura, alcune sono molto calde come le stelle blu, alcune sono più fredde come le stelle rosse.
Ci sono stelle molto grandi, chiamate giganti e supergiganti. Ci sono stelle piccole, chiamate nane e stelle di neutroni. Le stelle di neutroni sono molto piccole rispetto alle giganti, ma molto compatte, un solo cucchiaino di stella di neutroni pesa migliaia di tonnellate.
Ci sono stelle poco luminose e quelle molto luminose. La luminosità di una stella dipende dalla sua distanza. Alcune stelle sono poco luminose perché sono molto distanti dalla Terra.

La galassia è un enorme insieme di stelle. La nostra galassia si chiama Via Lattea. Ogni galassia ha una forma:

galassia a spirale
galassia a spirale barrata
galassia ellittica

PROVA A DISEGNARE:
disegna una galassia spirale,ellittica e a spirale barrata.
La Via Lattea

LE COSTELLAZIONI

Le costellazioni dei segni zodiacali. ( Ariete, Cancro, Vergine, Scorpione…)

Le costellazione dell’Orsa Maggiore e dell’Orsa Minore.

La costellazione è formata da alcune stelle che immaginando di unirle con delle linee, si ottiene una figura. GUARDA IL DISEGNO della costellazione dell’Orsa maggiore (assomiglia ad un carro).

Costellazione dell’Orsa Minore (assomiglia ad un carro). la Stella Polare indica il Nord.

la costellazione del Drago

Drago (Long)
Animale mitico, benefico, virile, generoso. L'imperatore cinese era considerato dal popolo: " Un vero Drago " Fin dalla Dinatia Han 206-A. C - 220 D. C il drago entra nelle decorazioni dell'abito dell'imperatore e vi rimane fino al 1912, alla caduta della DinastiaQing (mancese). Altri nomi del drago:
Jiao = con le scaglie Ying = con le ali
Qin = con le corna Pan = terrestre Qing = marino Huo = ignifugo
Comunque il Drago è sempre simbolo di potere, nobiltà, fertilità, giustizia. Il Drago Imperiale ha cinque dita. La perla nella bocca del Drago è simbolo di saggezza.

GLOSSARIO
Stella= palla di gas, i gas sono idrogeno e elio.
Sole= stella
Pianeta= massa di roccia o di gas, che ruota attorno al Sole. La Terra è un pianeta.
Galassia= un enorme insieme di stelle.
Giganti, supergiganti, nane: tipi di stelle
Luminosità= brillantezza= splendore
Temperatura= caldo, freddo
Costellazione= tante stelle che unite danno una figura.
Stella polare= stella
Unità di misura= metro, Km, UA, a.l.; litro, grammo
gigantesco= molto grande= enorme

fonte: http://www.leodavinci.it/scienzeterra/LE%20STELLE%20E%20LE%20%20GALASSIE.doc

Stelle galassie e nebulose