Riscaldiamo un satellite…

La forza di marea ha effetti ben più generali di quelli che conosciamo sulla Terra. Il satellite Io ne è un esempio importante.

Quando si parla di “marea” si intende normalmente il sollevamento e l’abbassamento del livello del mare in prossimità delle coste, con effetti a volte molto spettacolari. Tuttavia, la forza di marea può avere effetti ancora più macroscopici e può essere altamente distruttiva come probabilmente ci insegnano gli anelli di Saturno. Ma è forse il lavoro continuo che svolge sul satellite Io quello che entusiasma di più.

Allungamento di un satellite

Fig.1

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Definiamo con parole semplice che cosa si intende per forza di marea. Per far ciò immaginiamo di portare un satellite abbastanza vicino al suo pianeta (di dimensioni decisamente più grandi). Il punto del satellite più vicino al pianeta subirà un’attrazione gravitazionale da parte di quest’ultimo maggiore di quella che si riscontrerà nel punto più lontano (fig.1).

Ad ogni orbita corrisponde una forma

Fig. 2

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Questo fatto risulterà ovviamente non trascurabile se le dimensioni del satellite non saranno irrisorie rispetto alla distanza dal pianeta. La differenza di forza gravitazionale tenderà ad “allungare” la forma della luna sempre di più, mano a mano che ci portiamo in prossimità del pianeta. In altre parole, se l’orbita è perfettamente circolare, la forma di un satellite dipende solo dalla sua distanza dal pianeta (fig.2).

Gli anelli di Saturno, quando un satellite si avvicina troppo

Fig. 3

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Se dovessimo esagerare, però, le cose diventerebbero critiche. Andando troppo vicini, la forza di marea (ossia la differenza tra le forze gravitazionali applicate ai due estremi) potrebbe diventare così forte da superare la forza di coesione della materia ed il satellite potrebbe disintegrarsi. Probabilmente questo è quello che è capitato all’atto della formazione degli anelli di Saturno, quando uno o più satelliti si sono spinti troppo vicini al loro “padrone” (fig.3).

Ma rimaniamo vicini a Giove ed andiamo a vedere cosa succede sul primo dei grandi satelliti galileiani. Se Io descrivesse un’orbita perfettamente circolare, assumerebbe una forma abbastanza allungata (ovviamente tutto va inteso in modo relativo e le varie figure ingigantiscono tutto per comodità di spiegazione), ma questa sarebbe sempre la stessa, non cambiando la distanza dal gigante gassoso. Il problema è che Io non è solo, ma accompagnato nel suo continuo viaggio attorno a Giove dai suoi fratelli più esterni, soprattutto Europa e Ganimede (i più vicini).

Il moto di Io e dei suoi fratelli

Fig. 4

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I periodi orbitali dei tre oggetti sono tali da far assumere la stessa posizione geometrica al sistema con periodicità costante (fig.4). Questo fatto comporta che a volte Io viene leggermente allontanato da Giove ed a volte viene avvicinato. Le masse dei suoi fratelli infatti sono piccole, ma non del tutto trascurabili. La loro gravità può attirarlo verso l’esterno o verso l’interno a seconda delle reciproche posizioni. Questo gioco gravitazionale costringe Io a rivolvere lungo un’orbita che non è perfettamente circolare, ma leggermente eccentrica. Il che però vuole anche dire che la sua distanza da Giove varia in modo continuo, da un valore massimo ad uno minimo.

Io si riscalda!!

Fig. 5

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Come si era detto precedentemente, a seconda della distanza dal pianeta varia anche la forma per effetto mareale. Ne consegue che la forma di Io passa da essere quasi sferica ad essere più allungata (fig.5). E’ come se il satellite continuasse a comprimersi ed a stirarsi. Questo “tiramolla” causa dei forti attriti interni che portano al riscaldamento della materia. E’ come quando ci si strofina le mani una con l’altra e si sente subito caldo. Per concludere, l’interno di Io rimane fuso per gli effetti della forza di marea (variabile continuamente).

Anche Europa subisce un riscaldamento analogo, anche se di minore entità essendo più lontano da Giove, ed è per questo che ha un interno abbastanza caldo da mantenere probabilmente un oceano di acqua liquida sotto la crosta ghiacciata. A volte basta poco per riscaldarsi …

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18 Commenti

  1. @tutti,
    questo meccanismo è uno tra i più interessanti del sistema solare e spesso non è ben compreso. Sono a vostra disposizione per domande supplementari!!

  2. grazie, enzo. chiaro. è piacevole avere compagni di cielo che mettono a disposizione le loro conoscenze 🙂
    sorriso
    daria

  3. @tutti,
    come prevedevo anche qui c’è stato un “uno”. Ma questo mi interessa poco, in quanto il riscaldamento di Io non è colpa “mia”…ma della Natura. Ed è veramente un processo fisico meraviglioso. Chi non lo comprende resti pure anonimo … Se invece è solo perchè non sono stato abbastanza chiaro nella spiegazione, allora sono ovviamente disponibile a spiegare meglio … 😉

  4. Prof., fosse per me le toglierei ‘ste votazioni, tanto gli articoli sono tutti interessanti!
    Se poi uno non apprezza qualche argomento lo scriva chiaro e tondo, ma almeno si evitano voti anonimi inutili.. 👿

  5. Ma scusate, da che mondo è mondo il voto dovrebbe essere anonimo… a chi importa realmente il voto negativo di una persona che non lascia nemmeno un commento?! Io mi baserei solo su ciò che viene scritto da chi partecipa attivamente… tutto il resto è noia. 😎
    rinnovo i complimenti al sito, a chi lo ha creato e lo manda avanti e a tutti coloro che vi partecipano attivamente! E naturalmente al mitico Prof. Zappalà!!!

  6. In effetti quello del rating è più un “gadget” che un indicatore di preferenze vero e proprio. Basta una persona che si sveglia male la mattina (o più di una) e piazza un bell’uno a 5 o 6 articoli (come stamane) e le medie sono falsate.

    Nella prossima versione di astronomia.com il rating sparirà in favore di funzioni più utili. Sono le discussioni, i contenuti e la preparazione di chi li scrive a fare la differenza 😉

  7. oops 😳
    pensate che io non avevo mai fatto caso al voto e non so nè come si vota nè come si fa a vedere chi e come hanno votato…
    🙄

  8. @tutti,
    avete proprio ragione. Al diavolo 👿 i voti e pensiamo alla bellezza dell’Universo !! Un abbraccio a tutti e dimentichiamo le critiche “anonime” 😛

  9. Giove è stato il primo pianeta che sono riuscito ad osservare. da subito mi ha incuriosito il fatto che, premettendo che l’osservavo circa sempre alla medesima ora della sera, trovavo i satelliti grossomodo nella medesima posizione della volta precedente. A volte uno a sinistra e tre a destra altre volte tutti a destra (a proposito, scusa l’immensità della mia ignoranza, ma i satelliti non sono 4? Io, Europa, Gamimede, Callisto?). Se non fosse così: che cosa potrei aver osservato?

    Grazie per le spiegazioni

  10. Ho scoperto il sito solo oggi.
    Ho letto ancora solo l’articolo del riscaldamento per maree e lo trovo chiaro e interessante.
    Peccato che io sia (da poco) andato in pensione. Sono un insegnante di Matematica e Fisica.
    Pippo 😳

  11. @Pippo,
    benvenuto tra noi. Sono contento che l’articolo ti sia piaciuto…Io anche sono andato in pensione da un anno e cerco di dare il mio contributo a questo sito che è veramente eccezionale per il numero e la qualità dei lettori,
    Leggi anche i miei racconti….. 😉

  12. @Pippo
    “Leggi anche i miei racconti….. 😉 ” …che sono la ciliegina sulla torta, mi viene da aggiungere…anche se si sa che io sono adulatrice…felice 😆 !
    @ Enzo
    Che fortuna essere bloccato ….dalla neve, anche perchè anche quella vien dal Cielo…che meraviglia!!
    @ tutti
    Buon fine settimana a quelli che restano e a quelli che se ne vanno..neve permettendo! 🙄 😆

  13. buonfinesettimana a tutti. vado a “rinchiudermi” in campagna, trombe d’aria permettendo 😐
    sorrisolungofinoalunedì
    daria

  14. carissime,
    buon settimana anche a voi…da noi è prevista neve anche domani sera… Si, si è bella, ma adesso …. basta!!! 👿

  15. Ho scoperto oggi questo sito.
    Da poco in pensione, pochi studi ma tanta curiosità.!
    Riguardo all’ articolo, mi piacerebbe sapere se la grande quantità di energia
    dissipata in calore dalle maree, viene tratta solo dalla rotazione dei corpi o
    anche dalle orbite.
    Nonno Giulio

  16. @Giulio,
    sicuramente anche dalle orbite. Tieni presente che per effetto della marea lunare la Terra rallenta e la Luna si allontana da noi. Benvenuto tra noi, da pensionato a pensionato….