I pianeti esterni: Marte

Il nostro volo nel Sistema Solare continua: sorpassiamo l’orbita della Terra per dirigerci verso i pianeti esterni: per primo troviamo Marte.

Marte, il pianeta rosso

Marte. Credits: HST

Siamo arrivati dunque a Marte (la Terra ovviamente la conosciamo già…) e parlando di questo pianeta subito si pensa alla fantascienza, ai Marziani…

Quanti ricordi: anni fa, in quasi tutti i romanzi di fantascienza e soprattutto nei film, laddove si parlava di ipotetici esseri extraterrestri, si menzionavano quasi sempre alieni venuti da questo pianeta. Forse la causa di tutto ciò è dovuta (involontariamente) alle osservazioni di un astronomo italiano, Giovanni Schiaparelli, il quale osservando Marte credette di vedere su di esso i famosissimi “canali di Marte”, una fitta rete di canali artificiali, che invece altro non erano che pure illusioni ottiche.

Di Marte si può dire che è il pianeta che “a torto” si avvicina di più alla Terra. Eh sì! “A torto” perché in realtà questo primato appartiene a Venere: sottolineo questo fatto perché mi è capitato invece di sentire in quiz televisivi domande tipo “qual è il pianeta del Sistema Solare che si avvicina di più alla Terra?” e soprattutto di sentire rispondere “Marte!“. Applausi scroscianti sottolineati dal presentatore “Bravissimo! Lei ha vinto 1000€!“. Invece no, non è vero! La risposta esatta è Venere!

Osservandolo al telescopio, Marte si presenta come un dischetto decisamente rosso, dove spicca la chiara calotta polare meridionale. Ha due satelliti molto piccoli (Phobos e Deimos), che godono di una notorietà letteraria in quanto erano stati già “scoperti” nel 1700 (o meglio, solamente ipotizzati) dallo scrittore Jonathan Swift nel suo celeberrimo “I viaggi di Gulliver”, mentre la loro scoperta vera e propria è avvenuta solo nel tardo ‘800.

A differenza dei pianeti interni, se osserviamo giorno dopo giorno il moto di un pianeta esterno rispetto alle stelle circostanti, ci accorgiamo che sì, si sposta, ma lo fa in modo strano, specialmente in prossimità della cosiddetta opposizione, fenomeno avvenuto per Marte proprio negli ultimi giorni del 2007. Vediamo di chiarire il tutto con un disegno, dove ho rappresentato come circolari le orbite della Terra e di un pianeta esterno (ad esempio Marte) ed ho indicato con i punti A, B, , K, le posizioni occupate lungo l’orbita dai due pianeti nel corso del tempo (qualche mese).

Moto retrogrado di un pianeta esterno

Sopra: Moto retrogrado di un pianeta esterno

Sappiamo per la terza Legge di Keplero (che in soldoni dimostra che più un pianeta è distante dal Sole e più tempo impiega a compiere un’orbita) che il pianeta esterno orbita più lentamente della Terra. Succede allora che in A la Terra si trova “indietro” rispetto all’altro pianeta, ma col passare del tempo (B, C, D, E) ad un certo punto (F) lo raggiunge per poi “sorpassarlo” (punti G, H e successivi fino a K).

Se ora congiungiamo le varie posizioni della Terra (da A a K) con quelle corrispondenti del pianeta esterno e immaginiamo di prolungarle verso la sfera celeste per ottenere la proiezione del pianeta esterno tra le stelle, vedremo che nel corso dei mesi il pianeta si sposta tra le stelle lungo un percorso che contiene un “loop”, una specie di cappio, oppure una “S” allungata.

In particolare, proprio per l’effetto delle differenti velocità della Terra e del pianeta esterno, il moto apparente del pianeta tra le stelle è caratterizzato da diffenti situazioni che si succedono nel tempo:

  • dapprima il pianeta ha un moto diretto, quello più naturale (da A fino a D)
  • il pianeta sembra fermarsi (D) e si dice stazionario
  • il pianeta inizia a tornare indietro sui suoi passi (da D ad H) ed ha un moto retrogrado
  • nel corso di questo moto a ritroso, il pianeta arriva all’opposizione (F)
  • il moto del pianeta si arresta (H) ed è nuovamente stazionario
  • da questo punto in poi il pianeta riprende il suo moto diretto

Ricordo che questo tipo di movimenti non sono “fisici”, ma solo apparenti, visuali, dovuti a pure questioni prospettiche, a causa della geometria del moto dei pianeti che è nettamente più complessa di quella disegnata. Bisogna ricordare che i pianeti percorrono orbite ellittiche, per di più inclinate di un certo numero di gradi rispetto al piano orbitale della Terra.

L’opposizione (F) è dunque il momento in cui il pianeta si trova esattamente dall’altra parte dal sole rispetto alla Terra: si ha quindi un perfetto allineamento tra Sole, Terra e Pianeta.

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23 Commenti

  1. Grazie, Pierluigi, molto chiaro!
    a proposito di fantascienza: da qualche parte (che non mi ricordo dove) ho letto che i marziani siamo noi terrestri, scappati da Marte perchè il pianeta è diventato inospitale. che ne pensi? se fosse per caso vero, non impariamo mai, visto che, se andiamo avanti così, rederemo inospitale anche la Terra! e poi dove andremo?
    Ciao a tutti/e

  2. @paola
    Mi viene in mente un film di qualche anno fa (“Mission to Mars”) in cui uno degli astronauti alla fine entra dentro al presunto faccione (che in realtà è un’illusione ottica) della zona di Cydonia.
    Contattando gli alieni si scopre che erano stati loro, i marziani, a portare sulla terra la vita dato che Marte era stato colpito da un asteroide…
    Simpatica l’idea… Ma si tratta di fantascienza, no?
    @geggè
    Le opposizioni di Marte si hanno a distanza di 780 giorni (un po’ più di due anni), che è il periodo sinodico del pianeta: con tale termine infatti si definisce il lasso di tempo che intercorre tra due congiunzioni successive di un pianeta con la terra.
    Pierluigi

  3. @Giorgio
    mi dispiace non avere la fantasia necessaria per riuscire a vedere in quella macchia verde qualcosa di minimamente riconoscibile, tanto meno un omino.
    Qualsiasi oggetto, visto dall’alto o da un’angolazione inconsueta, può dare adito ad interpretazioni particolari da parte di chi vuole vedere qualcosa a tutti i costi.
    Tempo fa su Wikipedia mi sono imbattuto in questa innocua foto del Monte St.Helens (un vulcano nello stato di Washington), ripresa dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
    Ebbene le stesse persone ricche di fantasia di cui sopra (o forse a seguito di qualche bicchierino di troppo) in questa immagine hanno visto nientemeno che il viso dell’ex presidente americano Richard Nixon.
    Cosa aggiungere?

  4. Haha… si effettivamente non è molto chiaro dove e quale sia l’omino verde nella foto…però sai…mai dire mai…anche se probabilmente, come già scritto in altri post di altri articoli quasi sicuramente la vita non è da cercare all’interno del nostro sistema solare, e anche se ci fosse non è detto che sia in grado di vederci 🙁

    Saluti!
    Giorgio.

  5. @Pierluigi
    Io la faccia di Nixon proprio non riesco a vederla nella foto… 😕 Ihihihihihi, scherzi a parte, concordo con te sul fatto che qualsiasi oggetto può essere visto in milioni di modi da chi vuole vedere qualcosa…
    Buone osservazioni a tutti.
    Ciao

  6. Urca, è vero!Nella foto si nota il profilo del viso di Nixon…
    Certo che ne hanno di fantasia^^

  7. E’ vero che il pianeta che più si avvicina alle caratteristiche della Terra è Marte e non Venere; Venere ha le dimensioni quasi simili alla Terra ma la sua atmosfera è molto differente da quella della Terra, al suolo la pressione è pari a quella che sulla Terra si ha ad una profondità di c.a. mille metri sotto il livello del mare; Venere ruota molto lentamente e in senso antiorario l’alternanza tra giorno e la notte avviene dopo circa 225 giorni.
    Su Marte il giorno dura poco più di 24 ore; l’asse del pianeta è inclinato di c.a. 25° gradi proprio come la Terra; questo determina le stagioni del tutto simili alle nostre, possiede due calotte polari e un tenue atmosfera.
    Su Venere un astronauta venuto dalla Terra oltre alla enorme pressione atmosferica dovrebbe difendersi dal calore c.a. 400 gradi centigradi; su Marte i problemi che un visitatore terrestre dovrà risolvere sono legati alla mancanza di ossigeno, ad una pressione atmosferica molto bassa a un clima arido e freddo e alle radiazioni solari. L’uomo potrebbe comunque crearsi un abitat confortevole sotto cupole.

  8. E’ vero che il 27 agosto a mezzanotte il pianeta marte sarà grande come la luna piena ? O è una bufala

  9. @stefano:
    scusa l’ignoranza ma allora da quanto ho letto mi sembra di capire che si hanno prospetticamente DUE VOLTE L’ANNO movimenti retrogradi dei pianeti esterni…giusto? Ho detto una scemenza?… 😳
    Peppe di Roma

  10. @paperottopeppe (e @stefano)
    cerchiamo di chiarire un attimo la questione: l’opposizione di un pianeta ed il suo moto sulla sfera celeste comprendente la retrogradazione, dipendono dalla posizione reciproca terra-pianeta ed in particolare avvengono seguendo il cosiddetto “periodo sinodico“, variabile a seconda del pianeta.
    Per Marte è di 780 giorni (un po’ più di 2 anni) ed infatti con tale ritmo si succedono le opposizioni del pianeta rosso. A partire da Giove in poi questo periodo si accorcia e si avvicina ai 365 giorni: per Giove è di circa 400 giorni, per Saturno è 378 giorni e così via per arrivare a Nettuno, con 367 giorni. Questo numero ci dice ad esempio che l’opposizione di Nettuno ogni anno ritarda di un paio di giorni.
    No, dunque non può mai accadere che un’opposizione si abbia “due volte l’anno”, ma viceversa si ripete almeno dopo un anno, più qualche giorno, un paio per Nettuno, 13 giorni per Saturno, una quarantina per Giove, mentre per Marte ci vogliono più di due anni tra un’opposizione e quella successiva.

  11. Grazie Pierluigi, sei stato chiarissimo come sempre e mi hai tolto un dubbio che per me non era da poco: ero certo invece che tutto dipendesse solo dal moto della Terra. Semplificazioni mentali da neofita… 😆
    Dunque per esempio Marte ha movimento retrogrado solo ogni due anni, giusto? E per ogni pianeta ovviamente il periodo di movimento retrogrado è variabile, credo di capire. Mentre ho chiaro che comunque trattasi pur sempre di effetto prospettico e nient’altro.
    Visto che ci sono, mi permetto una domandina molto OT se posso: è vero secondo quanto ho letto da qualche parte che già Aristarco di Samo nel secondo secolo a.c. con la sola osservazione ad occhio nudo comprese quali pianeti erano esterni o interni e che tutti giravano attorno al Sole compresa la Terra? Perdonate se rompo un pochino le scatole: la storia è la mia seconda passione…. 😉

  12. @paperottopeppe
    perfetto! c’è da aggiungere che la durata temporale e spaziale del moto retrogrado è grande per Marte (perché è più vicino) e decresce con la distanza del pianeta: per Nettuno praticamente si ripete ogni anno (+2 giorni!), mentre per Marte ogni volta è differente e … bello da seguire. Si va da traiettorie con un cappio (come quella disegnata) a traiettorie ad “S” o “Z” allungate.
    Per asteroidi o pianeti nani relativamente vicini (ad esempio Cerere, ma ancor di più Vesta, a causa della loro inclinazione orbitale) può capitare (seppur raramente) anche un moto “retrogrado” quasi verticale, da Nord a Sud o viceversa.
    Come sempre l’Astronomia mostra tutta la sua armonia nella volta celeste…
    Per quanto riguarda Aristarco, confesso di conoscere poco la questione, ma ritengo che anche effettuando studi ad occhio nudo non può sfuggire una connessione tra il moto (sempre e comunque) apparente, prospettico e la posizione del pianeta rispetto al Sole e alla Terra.

  13. @paperottopeppe e Pierluigi,
    Le scoperte (poi dimenticate o rifiutate) dei sommi greci varrebbero la pena di essere descritte in maggior dettaglio. Le ho da poco riassunte nel libro su galileo galilei che mi hanno pubblicato, ma che non è in distribuzione (poche copie solo per le persone scelte da chi lo ha prodotto…). Tuttavia, vorrei riproporle su queste pagine. Ne avevamo parlato con Stefano , ma poi non abbiamo deciso quando e come… Forse sarebbe il caso di partire con quel progetto. Che ne dite?

    Per rimanere in tema, si sapeva che erano esterni, ma si dovevano mantenere delle regole ben precise (moto circolare e velocità costante), per cui i famosi “cappi” rimanevano anomalie, che poi vennero spiegate con gli epicicli e via dicendo. Riguardo ad Aristraco, lui fu proprio un genio!
    E’ stato il primo aperto sostenitore del moto della Terra intorno al suo asse e del moto di essa attorno al Sole. A lui cioè è dovuta la prima formulazione dell’ipotesi eliocentrica. Dato che la Terra si muoveva intorno al Sole lungo un cerchio, Aristarco ipotizzò che “le stelle, essendo fisse, avrebbero dovuto mostrare un moto annuo apparente nel cielo, a causa della variazione della posizione della Terra rispetto a loro mentre compiva il suo moto intorno al Sole”. Questo movimento apparente avrebbe dovuto essere un’ellisse (a causa della direzione della stella rispetto al piano orbitale della Terra) ed è proprio quello che viene oggi chiamato parallasse annua. Dato che questo movimento non si osservava, egli concluse che le stelle fisse si dovevano trovare a distanze enormemente maggiori del diametro dell’orbita terrestre. Questa previsione estremamente azzardata per quei tempi e senza alcun riscontro osservativo era basata SOLO sulla ferrea convinzione del moto eliocentrico. Oggi sappiamo che è stata una delle più grandi intuizioni della mente umana, ma purtroppo idee così rivoluzionarie causarono ad Aristarco non poca avversione tra i contemporanei.
    Famosa la sua opera “Delle dimensioni e distanze di Sole e Luna”, che è giunta fino a noi. Aristarco fu infatti il primo ad affrontare il problema di misurare geometricamente le distanze di Luna e Sole dalla Terra, nonché le dimensioni stesse dei due astri. Egli intuì correttamente che il problema richiedeva per prima cosa di misurare l’angolo tra Luna e Sole nell’istante esatto in cui la Luna si trovava in quadratura con il Sole, ossia quando la Luna era al primo o all’ultimo quarto. Purtroppo i risultati furono deludenti per la difficoltà (a quei tempi) di misurare gli angoli con la dovuta precisione. Ma il concetto era perfetto!!
    A presto, allora, con i grandi del passato.
    CHE NE DICI STEFANO? PARTIAMO?
    Buon Anno

  14. LO SAPEVO! Tutto giusto e molte grazie ad Enzo cosi esauriente, tanti dettagli alcuni a me ignoti mi fanno apprezzare ancora di più questo genio del passato che cosi tanto avrebbe potuto dare al progresso e alla conoscenza, specie del cielo.
    Persino gli egizi qualche migliaio di anni prima intuirono che la terra era rotonda e ne misurarono anche raggio e diametro! Fa pensare quanto la cecità di dogmi religiosi possa impedire il progresso del pensiero anche per millenni… Galileo fu illustre vittima di una “guerra” che in effetti si può dire che c’è sempre stata tra la scienza (conoscenza) e varie forme di oscurantismo. Persino oggi ci sarebbe da “combattere” se non fosse per la comunicazione globale che ormai ha smussato denti ed unghie di credenze tra le più varie e dannose.
    @ Stefano, Enzo e Pierluigi: davvero avete in embrione un progetto storia-astronomia? Come vedete l’argomento mi attira nonsodirviquanto…. 😉 e nel caso avrete un assiduo sostenitore/lettore e anche ammiratore (che poi vi meritate tutto il nostro affetto già per il lavoro fatto finora).
    Se sapeste quanto è stato importante per me incontrare il vostro sito, finalmente un posto dove condividere in modo stimolante e con VERA coscienza di causa una passione, l’astronomia, che non è facile dire quanto mi entusiasmi. Grazie a voi ho il mio primo telescopio da tre mesi!!! 😆
    Ok basta mi sono dilungato troppo… 😳

  15. Intorno al 10 febbraio mi trovavo a San Paolo del Brasile e qualcuno mi ha fatto osservare il cielo tramite un applicativo 😳 😳 che indicava anche i nomi di stelle e pianeti. Mi sono meravigliata di riconoscere, e del resto è riconoscibilissima) la costellazione di Orione perchè pensavo che si vedesse solo nell’emisfero nord. Era circa mezzanotte, corrispondente alle 3 del mattino in Italia.

  16. sono tornato a leggere queste voci molto interessanti e istruttive,ma perchè tutto è interrotto al 2009 ?