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Nettuno, L’ultimo dei giganti

Rubrica del weekend a spasso nell’eliosfera – Episodio 12

Ci stiamo allontanando sempre di più dal Sole e dal nostro caro pianeta, come ripercorrendo il tragitto della sonda Voyager 2 lanciata nel 1977 e tuttora ancora in attività (il che ha quasi dell’incredibile, credeteci). Oltre ad essere di gran lunga l’oggetto più longevo – funzionante – tra quelli finora costruiti dall’uomo e lanciati nello spazio, è anche il terzo ad aver percorso la maggiore distanza, dietro soltanto al fratello Voyager 1 (1977), tecnicamente irraggiungibile, e alla sonda Pioneer 10 (1972) la quale, invece, dovrebbe essere raggiunta e superata tra non molto tempo. 

Se queste missioni hanno potuto viaggiare così lontano, è stato grazie ad una delicatissima serie di sorvoli ravvicinati dei pianeti che via via incontravano, sfruttando la cosiddetta fionda gravitazionale, di cui abbiamo parlato più approfonditamente nella quarta puntata di questa rubrica. 

Oltre alla strumentazione di bordo, le Voyager trasportano anche il Voyager Golden Record, un disco registrato placcato in oro con immagini e registrazioni dei suoni della terra, volti a comunicare la nostra esistenza a qualche altra forma di vita intelligente che potrebbe, chissà dove, chissà quando e con probabilità stracciate, recuperarlo. Ma torniamo un po’ indietro, sia nel tempo che nel viaggio della Voyager 2. Prima di avventurarsi nello spazio transnettuniano, ha sorvolato tutti e quattro i giganti dello spazio solare esterno, fornendoci le uniche immagini ravvicinate ad oggi disponibili di Nettuno, l’ottavo pianeta del sistema solare. Scoperto nel 1846, non per osservazione diretta ma soltanto dopo accurati calcoli sulle insolite perturbazioni dell’orbita di Urano, è piuttosto celebre per il suo colore azzurro acceso… ma ci riserva anche altre sorprese!

Rileggi le puntate precedenti di questa rubrica:
👉🏻 Un gigante… ribaltato! – 7 maggio, episodio 11
👉🏻 Il signore degli anelli – 23 aprile, episodio 10
👉🏻 I satelliti di Giove – 16 aprile, episodio 9
👉🏻 Una stella mancata – 9 aprile, episodio 8
👉🏻 Il pianeta mancante – 2 aprile, episodio 7
👉🏻 Marziani, rover e droni – 19 marzo, episodio 6
👉🏻 Di passaggio sulla Terra: perché esistono le stagioni? – 12 marzo, episodio 5
👉🏻 Venere, pianeta infernale – 5 marzo, episodio 4
👉🏻 Mercurio, dove i giorni durano più degli anni – 19 febbraio, episodio 3
👉🏻 Un sabato al Sole – 12 febbraio, episodio 2
👉🏻 Prendiamo le misure: quando siamo piccoli? – 5 febbraio, episodio 1


Massa

1.024×1026 kg, ovvero 102.4 milioni di miliardi di miliardi di kg

Pari a 17.15 volte la massa della Terra (5.973×1024 kg)

Si tratta del terzo pianeta più pesante del sistema solare, dietro solo ai mastodontici – e ben più pesanti – Giove e Saturno


Diametro medio(1)

4.953×107 m, ovvero 49,528 km

3.88 volte il diametro medio della Terra (1.275×107 m)

In termini di dimensioni, Nettuno è invece il quarto pianeta più grande del sistema solare, poco più piccolo del fratello ghiacciato Urano, che supera però in peso. Potete trarre delle conclusioni sulla sua densità, o leggerle tra qualche riga. 


Superficie

7.619×1015 m2, ovvero 7.619 miliardi di km2

Pari a quasi 15 volte la superficie della Terra (5.095×1014 m2)


Volume

6.254×1022 m3, ovvero 62.54 milioni di milioni di km3

Pari a 57.75 volte il volume della Terra (1.083×1021 m3)


Densità media

1638 kg/m3

Si tratta solo del 30% della densità media della Terra (5514 kg/m3)

Nonostante la sua densità sia piuttosto bassa se rapportata a quella della Terra, Nettuno detiene comunque dei primati tra i suoi simili: è infatti il gigante gassoso più denso, e l’unico dei quattro a vantare una densità superiore a quella del Sole (pari a 1408 kg/m3). 


Accelerazione di gravità in superficie

11.15 m/s2

Pari al 114% dell’accelerazione di gravità in superficie sulla Terra (9.81 m/s2)

Con il solito giochino, un uomo di 70 kg su Urano leggerebbe sulla bilancia 79.8 kg: una serie di abbuffate di troppo!


Velocità di fuga(2)

23500 m/s

Pari a 2.1 volte la velocità di fuga sulla Terra (11186 m/s)


Periodo di rotazione all’equatore

16 ore, 6 minuti e 36 secondi

Periodo di rivoluzione o periodo orbitale

164 anni terrestri e 288 giorni circa

Come stiamo imparando nel corso delle puntate di questa rubrica, la velocità con cui i pianeti compiono il loro moto di rivoluzione è inversamente proporzionale alla distanza dal Sole. Più ci allontaniamo dalla nostra stella, e più piano si muoveranno intorno ad essa i pianeti che incontriamo. Il fenomeno è piuttosto simile al comportamento di un pendolo…


Velocità di rotazione all’equatore

2680 m/s, ovvero 9648 km/h

Contro i 465 m/s (1674 km/h) della Terra

Come nel caso di Urano, si tratta di un valore piuttosto elevato, seppur non rapportabile ai dati impressionanti di Saturno e ancor più di Giove.


Velocità orbitale

(5.432±~0.047) km/s

Contro i (29.789±~0.5) km/s della Terra


Distanza dal Sole

Media: 4.498×109 km, ovvero 4.498 miliardi di km o 30.069 au

Contro i 1.496×108 km (149,597,870,700 m, pari per definizione ad una au, unità astronomica) della Terra.

Perielio (minima): 4.460×109 km, ovvero 4.460 miliardi di km o 29.811 au

Afelio (massima): 4.537×109 km, ovvero 4.537 miliardi di km o 30.327 au


Eccentricità dell’orbita

0.0086

Contro lo 0.0167 della Terra.

Si tratta di un valore piuttosto contenuto, che indica che l’orbita di Nettuno è più circolare (o meno ellittica) di quella della Terra. Soltanto Mercurio vanta un’eccentricità minore, pari a 0.0067.


Inclinazione dell’asse sull’eclittica(3)

28° 19’ 12”

Dato piuttosto simile ai 23° 27’ della Terra.


Inclinazione orbitale(4)

1° 46’ 09”


Temperatura superficiale

Media: 53 K, ovvero -220 °C

Valore impressionante, se paragonato alla temperatura superficiale media della Terra, pari a 288 K o 15 °C

Minima: 50 K, ovvero -223 °C

E noi che pensavamo di avere freddo con 187 K (-86 °C)…

Le temperature più interessanti però le troveremo su uno dei satelliti di Nettuno. Sul pianeta, invece, si registrano sbalzi di temperatura ragguardevoli in periodi brevissimi – nonostante la durata estremamente lunga delle stagioni -, che non hanno ancora ottenuto una spiegazione chiara sulla base delle conoscenze attuali.


Satelliti

14

Di questo parleremo meglio nell’approfondimento finale di questo articolo.


Anelli 

10

Approfondiamo… Tritone e Nereide, primatisti di discipline opposte

Il primo dei satelliti di Nettuno ad essere scoperto, appena 17 giorni dopo l’osservazione del pianeta stesso nel 1846, fu Tritone. Si tratta banalmente del più grande dei 14 satelliti ufficialmente riconosciuti, di forma ellissoidale con un diametro medio di poco più di 2700 chilometri. Di diritto tra i più grandi satelliti naturali del sistema solare (dietro ai medicei di Giove, all’affascinante Titano con la sua atmosfera e alla solitaria Luna), vanta una singolare caratteristica, che lo rende unico tra tutti: la sua rotazione è retrograda. Questo significa che è l’unico satellite del sistema solare a ruotare nella direzione opposta rispetto al suo pianeta, dalla cui superficie viene visto sorgere ad ovest e tramontare ad est.
La stessa cosa accadeva osservando il sole da Venere, ma in quel caso il moto apparente della nostra stella “al contrario” era dovuto all’inclinazione dell’asse di rotazione del pianeta stesso, che giace pressoché sottosopra, rendendo tecnicamente retrograda la rotazione.
Tritone vanta anche la superficie più fredda tra i corpi del sistema solare: al suolo si raggiungono i 38 K, pari a -235 °C. La sua superficie è ricoperta di azoto ghiacciato, e porta evidenti i segni di un’attività interna intensissima, che in tempi remoti deve averne sconvolto in maniera inauditamente violenta gli strati più esterni. Alcuni segni di questa attività non ancora del tutto domata sono stati osservati dalla sonda Voyager 2, che ha potuto immortalare chiaramente i pennacchi di gas che fuoriuscivano da due geyser sulla sua superficie.
L’ultimo primato di Tritone riguarda il suo moto intorno a Nettuno: si muove infatti sull’orbita più vicina ad una circonferenza osservabile nel sistema solare, con un’eccentricità che vale appena 0.00002.

Il secondo satellite di Nettuno ad essere scoperto è invece Nereide, il terzo per dimensione. La sua distanza dal pianeta durante l’orbita varia da 1,372,000 chilometri (periastro) a 9,6550,000 (afastro), uno scarto impressionante che vale il primato opposto di quello detenuto da Tritone: Nereide è il satellite del sistema solare con l’orbita più eccentrica (e = 0.7507). Soltanto al di là di Nettuno è possibile trovare corpi – non a caso, detti oggetti transnettuniani – con orbite più eccentriche, e si tratta generalmente di comete.
Questo è uno dei fattori che fa credere che Nereide possa essere un corpo catturato da regioni lontane, come la fascia di Kuiper, il che spiegherebbe anche lo sconvolgimento della sua superficie, dovuto alle successive interazioni gravitazionali (forze mareali) con Nettuno. Il pianeta infatti, analogamente a quanto accade con Giove e la fascia principale degli asteroidi, esercita una pesante influenza gravitazionale sul disordinato e affollato spazio transnettuniano, in particolare sull’ampia regione detta fascia di Kuiper.
Altra analogia con Giove riguarda la presenza di due gruppi di asteroidi troiani, che precedono e seguono Nettuno sulla sua stessa orbita, con baricentro nei punti di Lagrange L4 ed L5, dove le forze gravitazionali del sistema Sole-Nettuno sono equilibrate. 

Chiudiamo qui la puntata di oggi, e ci diamo appuntamento alla prossima settimana per proseguire il nostro viaggio e scoprire un corpo che, a volte, attraversa sconsideratamente l’orbita di Nettuno… ci sarà mai una collisione?

(1) Nonostante le rappresentazioni che ne facciamo, e la forma comunque apprezzabilmente sferica all’occhio umano, i pianeti non sono sfere perfettamente regolari; la loro forma risulta invece leggermente schiacciata ai poli, presentando quindi generalmente un diametro maggiore – in misura più o meno rilevante a seconda dei casi – all’equatore e più ridotto ai poli.

(2) La velocità di fuga indica la velocità che deve essere superata da un corpo affinché possa allontanarsi indefinitamente dal campo di gravità a cui è soggetto. Per la Terra, significa che un ipotetico mezzo lanciato a 11186 m/s (40270 km/h) ci permetterebbe di vincere la forza di gravità che lo riporterebbe al suolo con un moto parabolico, o che lo manterrebbe su un’orbita circolare o ellittica attorno al pianeta.

(3) Indica l’inclinazione dell’asse di rotazione del pianeta nei confronti del piano orbitale sul quale lo stesso ruota intorno al Sole.

(4) Indica l’inclinazione dell’orbita del pianeta rispetto all’equatore del Sole.

FONTI

Furlanetto, L. (2001). Nettuno. Castfvg.it. Pubblicato il 12 marzo 2001, ultimo aggiornamento 23 ottobre 2012, consultato il 10 maggio 2022, URL: https://www.castfvg.it/sistsola/nettuno/nettuno.htm 

Jacobson, R. A. (2009). The orbits of the neptunian satellites and the orientation of the pole on Neptune. The Astronomical Journal, 3 aprile 2009, 137(5). URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-6256/137/5/4322 

Nereide. In Wikipedia. Ultima modifica 15 febbraio 2021, consultato il 10 maggio 2022, URL: https://it.wikipedia.org/wiki/Nereide_(astronomia) 

Nettuno. (2006). In Enciclopedia Treccani – Enciclopedia dei ragazzi. Consultato il 10 maggio 2022, URL: https://www.treccani.it/enciclopedia/pianeta-nettuno_%28Enciclopedia-dei-ragazzi%29/ 

Nettuno. In Wikipedia. Ultima modifica 19 aprile 2022, consultato il 10 maggio 2022, URL: https://it.wikipedia.org/wiki/Nettuno_(astronomia)#Satelliti_naturali  

Soderblom, L. A., Kieffer, S. W., Becker, T. L., Brown, R. H., Cook, A. F., Hansen, C. J., Johnson, T. V., Kirk, R. L. & Shoemaker, E. M. (1990). Triton’s Geyser-Like Plumes: Discovery and Basic Characterization. Science, 19 ottobre 1990, 250(4979), pp. 410-415. DOI: 10.1126/science.250.4979.410

Triton: Overview. (n.d.). Solarsystem.nasa.gov. Ultima modifica 10 giugno 2003, consultato il 10 maggio 2022, URL: https://web.archive.org/web/20080110095537/http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Nep_Triton 
Tritone. In Wikipedia. Ultima modifica 5 febbraio 2022, consultato il 10 maggio 2022, URL: https://it.wikipedia.org/wiki/Tritone_(astronomia)

Credits: Photo by NASA on Unsplash


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