MARTE (PIANETA): CARATTERISTICHE, COMPOSIZIONE, ORBITA, MOVIMENTO - ARTE - 2025

Marte è il quarto pianeta più distante dal Sole e l'ultimo dei pianeti rocciosi interni del sistema solare, insieme a Mercurio, Venere e la Terra. Facilmente visibile, Marte ha sempre affascinato gli osservatori sin dalla preistoria con il suo colore rossastro e per questo motivo prende il nome dal dio romano della guerra.

Anche altre civiltà antiche associavano questo pianeta ai rispettivi dei della guerra o ad eventi fatali. Ad esempio, gli antichi Sumeri lo chiamavano Nergal, ed è anche indicato nei testi mesopotamici come la stella del giudizio dei morti. Allo stesso modo, astronomi babilonesi, egiziani e cinesi hanno lasciato registrazioni meticolose dei movimenti di Marte.

Figura 1. Un primo piano di Marte. Fonte: Pixabay.

Da parte loro, gli astronomi Maya se ne sono interessati, calcolandone il periodo sinodico (il tempo necessario perché ritorni nello stesso punto del cielo rispetto al Sole) con grande precisione ed evidenziando il periodo retrogrado del pianeta.

Nel 1610, Galileo fu il primo ad osservare Marte attraverso un telescopio. Con i miglioramenti negli strumenti ottici sono arrivate le scoperte, facilitate dal fatto che, a differenza di Venere, non c'è uno spesso strato di nuvole che ostacola la visibilità.

È così che hanno scoperto il punto nero di Syrtis Major, un punto caratteristico sulla superficie, gli strati polari bianchi, i famosi canali di Marte e alcuni cambiamenti periodici nella colorazione del pianeta, che hanno fatto riflettere molti sulla possibile esistenza della vita sul pianeta. rosso, almeno dalla vegetazione.

Tuttavia, le informazioni provenienti dalle sonde mostrano che il pianeta è deserto e ha un'atmosfera sottile. Finora non ci sono prove di vita su Marte.

Caratteristiche generali

Marte è piccolo, solo un decimo della massa della Terra e circa la metà del diametro.

Il suo asse di rotazione è attualmente inclinato di circa 25º (quello della Terra è a 23,6º). Questo è il motivo per cui ha stagioni, ma di durata diversa dalla Terra, perché il suo periodo orbitale è di 1,88 anni. Quindi le stagioni marziane durano più o meno il doppio di quelle terrestri.

Questa inclinazione non è stata sempre la stessa. Alcuni modelli matematici dell'orbita suggeriscono che in passato potrebbe essere variata in modo significativo, tra 11º e 49º, portando notevoli cambiamenti nel clima.

Per quanto riguarda le temperature, variano tra -140 ° C e 21 ° C. È un po 'estremo e l'atmosfera sottile contribuisce a questo.

Le sorprendenti calotte polari su Marte sono CO ₂ , così come il contenuto dell'atmosfera. La pressione atmosferica è piuttosto bassa, circa un centesimo di quella terrestre.

Figura 2. Immagine di Marte attraverso il telescopio spaziale Hubble che mostra una delle calotte polari. Fonte: NASA / ESA, J. Bell (Cornell U.) e M. Wolff (Space Science Inst.) / Dominio pubblico, tramite Wikimedia Commons.

Nonostante l'elevato contenuto di CO ₂ , l'effetto serra su Marte è molto meno marcato che su Venere.

Essendo deserta in superficie, le tempeste di sabbia sono frequenti su Marte. Un viaggiatore non vi troverebbe acqua liquida o vegetazione, solo rocce e sabbia.

Il caratteristico colore rossastro è dovuto agli abbondanti ossidi di ferro e sebbene ci sia acqua su Marte, si trova sottoterra, sotto le calotte polari.

È interessante notare che, nonostante l'abbondanza di ferro sulla superficie, gli scienziati affermano che è scarso all'interno, perché la densità media di Marte è la più bassa tra i pianeti rocciosi: appena 3.900 kg / m ³ .

Poiché il ferro è l'elemento pesante più abbondante nell'universo, bassa densità significa una carenza di ferro, soprattutto tenendo conto dell'assenza del proprio campo magnetico.

Riepilogo delle principali caratteristiche fisiche del pianeta

-Massa: 6,39 x 10 ²³ kg

-Raggio equatoriale: 3,4 x 10 ³ km

-Forma: leggermente appiattita.

-Distanza media dal Sole: 228 milioni di km.

- Inclinazione dell'orbita : 1.85º rispetto al piano dell'eclittica.

-Temperatura: -63 ºC, media in superficie.

-Gravità: 3,7 m / s ²

-Campo magnetico proprio: No.

-Atmosfera: sottile, principalmente CO ₂ .

-Densità: 3940 kg / m ³

-Satelliti: 2

-Anelli: non ha.

Confronto dimensioni Marte-Africa

Le lune di Marte

I satelliti naturali non sono abbondanti sui cosiddetti pianeti interni, a differenza dei pianeti esterni, che li numerano a dozzine. Il pianeta rosso ha due piccole lune chiamate Phobos e Deimos, scoperte da Asaph Hall nel 1877.

I nomi dei satelliti marziani hanno origine nella mitologia greca: Phobos - paura - era il figlio di Ares e Afrodite, mentre Deimos - terrore - era suo fratello gemello e insieme hanno accompagnato il padre in guerra.

Figura 3. Deimos, il piccolo satellite irregolare di Marte. Le zone biancastre sono strati di regolite, una polvere minerale simile a quella che ricopre la superficie lunare. Fonte: Wikimedia Commons. NASA / JPL-caltech / Università dell'Arizona / Dominio pubblico.

Le lune di Marte sono molto piccole, molto più piccole della nostra maestosa Luna. La loro forma irregolare fa sospettare che siano asteroidi catturati dalla gravità del pianeta, ancora di più se si considera che Marte è molto vicino alla fascia degli asteroidi.

Il diametro medio di Phobos è di soli 28 km, mentre quello di Deimos è ancora più piccolo: 12 km.

Entrambi sono in rotazione sincrona con Marte, il che significa che il periodo di rotazione attorno al pianeta è uguale al periodo di rotazione attorno al proprio asse. Ecco perché mostrano sempre la stessa faccia a Marte.

Inoltre, Phobos è molto veloce, tanto che va su e giù un paio di volte durante il giorno marziano, che dura quasi la stessa giornata della Terra.

Le orbite dei due satelliti sono molto vicine a Marte e anche instabili. Per questo motivo si ipotizza che a un certo punto potrebbero schiantarsi contro la superficie, soprattutto i veloci Phobos, a soli 9377 km di distanza.

Figura 4. Animazione con le orbite di Phobos e Deimos attorno a Marte. Fonte: Giphy.

Movimento di traduzione

Marte orbita attorno al Sole lungo un percorso ellittico il cui periodo è pari a circa 1,9 anni terrestri, o 687 giorni. Tutte le orbite dei pianeti seguono le leggi di Keplero e sono quindi di forma ellittica, sebbene alcune siano più circolari di altre.

Questo non è il caso di Marte, perché l'ellisse della sua orbita è un po 'più accentuata di quella della Terra o di quella di Venere.

In questo modo, ci sono momenti in cui Marte è molto lontano dal Sole, una distanza chiamata afelio, mentre in altri è molto più vicino: il perielio. Questa circostanza contribuisce anche a far sì che Marte abbia un intervallo di temperatura abbastanza ampio.

Nel remoto passato, l'orbita di Marte doveva essere molto più circolare di quanto non sia ora, tuttavia l'interazione gravitazionale con altri corpi nel sistema solare ha prodotto cambiamenti.

Figura 5. Orbite a confronto tra Marte e Terra. Fonte: Wikimedia Commons. NASA / JPL-Caltech / MSSS / Pubblico dominio.

Dati sul movimento di Marte

I seguenti dati descrivono brevemente il moto di Marte:

-Raggio medio dell'orbita: 2,28 x 10 ⁸ km

- Inclinazione dell'orbita : 1,85º

-Eccentricità: 0,093

- Velocità orbitale media : 24,1 km / s

- Periodo di trasferimento: 687 giorni.

- Periodo di rotazione: 24 ore, 37 minuti.

- Giornata solare : 24 ore e 39 minuti.

Quando e come osservare Marte

Marte è facilmente identificabile nel cielo notturno per il suo colore rossastro. Si distingue dalle stelle in quanto non lampeggia o sfarfallio se visto ad occhio nudo.

Ci sono molte informazioni sul web per trovare i momenti migliori per osservare Marte, così come le applicazioni per smartphone che indicano la sua posizione, sia che sia visibile o meno in un determinato luogo.

Poiché il pianeta rosso si trova al di fuori dell'orbita della Terra, il momento migliore per vederlo è quando è in opposizione al Sole (vedi figura 6). I pianeti la cui orbita è esterna all'orbita terrestre sono chiamati pianeti superiori e quelli che non sono i pianeti inferiori.

Figura 6. Congiunzione e opposizione di un pianeta superiore. Fonte: Maran, S. Astronomy for Dummies.

Mercurio e Venere sono i pianeti inferiori, più vicini al Sole della Terra stessa, mentre i pianeti superiori sono tutti gli altri: Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Solo i pianeti superiori hanno opposizione e congiunzione con il Sole, mentre i pianeti inferiori hanno due tipi di congiunzione.

Quindi, quando Marte è in opposizione al Sole visto dalla Terra, significa che la Terra si trova tra il pianeta e il Re Sole. Così è possibile vederlo più grande e più alto nel cielo, visibile per tutta la notte, mentre la congiunzione rende impossibile l'osservazione. Questo è valido per tutti i pianeti superiori.

Marte è in opposizione al Sole circa ogni 26 mesi (2 anni e 50 giorni). L'ultima opposizione su Marte ha avuto luogo nel luglio 2018; pertanto si prevede che accada di nuovo nell'ottobre 2020, quando Marte attraverserà la costellazione dei Pesci.

Figura 7. Opposizioni di Marte dal 1995 al 2003. Il pianeta non ha sempre le stesse dimensioni, né mostra sempre la stessa faccia alla Terra. Fonte: Naked Eye Planets - NASA / JPL / Solar System Exploration - ESA-Hubble.

Marte attraverso il telescopio

Al telescopio, Marte sembra un disco rosa. Con buone condizioni meteorologiche ea seconda dell'equipaggiamento, è possibile vedere le calotte polari e alcune regioni grigiastre il cui aspetto varia a seconda della stagione marziana.

Il pianeta non mostra sempre la stessa faccia alla Terra, né ha le stesse dimensioni, come si può vedere nel mosaico di fotografie scattate dal telescopio spaziale Hubble (vedi figura 7). La differenza è dovuta all'eccentricità dell'orbita marziana.

Nel 2003 Marte era molto vicino alla Terra, a 56 milioni di chilometri di distanza, mentre nel 2020 la distanza prevista è di 62 milioni di chilometri. L'approccio del 2003 è stato il più ampio in 60.000 anni.

Per quanto riguarda i satelliti di Marte, sono troppo piccoli per essere visti ad occhio nudo o con il binocolo. Ci vuole un telescopio di dimensioni ragionevoli e in attesa che si manifesti l'opposizione per distinguerli.

Anche così, la luminosità del pianeta non permette di vederli, ma ci sono dispositivi che nascondono Marte nell'obiettivo dello strumento, esaltando le minuscole lune.

Moto rotatorio di Marte

Il movimento rotatorio di Marte è simile in durata a quello della Terra e l'inclinazione dell'asse è stata scoperta da William Herschel. Questo fa sì che Marte viva le stagioni proprio come la Terra, solo più a lungo.

Nell'emisfero settentrionale di Marte gli inverni sono più miti e si verificano quando il Sole è nel perielio, quindi sono meno freddi e più brevi; d'altra parte, le estati si verificano nell'afelio e sono più fresche. Nell'emisfero meridionale avviene il contrario; i cambiamenti climatici sono più estremi.

Tuttavia, la presenza di anidride carbonica sta provocando un leggero ma sostenuto aumento della temperatura di Marte, secondo i dati raccolti dalle missioni sonore.

Nella stagione calda, parte dell'anidride carbonica accumulata nelle calotte polari evapora sotto forma di geyser e passa nell'atmosfera. Ma al polo opposto, l'anidride carbonica congela e ispessisce il tappo.

Figura 8. Animazione che mostra il ciclo dell'anidride carbonica nelle calotte polari di Marte. Fonte: Wikimedia Commons.

Poiché Marte non ha un proprio campo magnetico per proteggerlo, parte dell'anidride carbonica si disperde nello spazio. La missione spaziale Mars Odyssey ha registrato questo straordinario ciclo atmosferico.

Composizione

Quello che si sa sulla composizione di Marte proviene dalla spettrometria effettuata da sonde di esplorazione, nonché dall'analisi dei meteoriti marziani che sono riusciti a raggiungere la Terra.

Secondo le informazioni fornite da queste fonti, gli elementi principali su Marte sono:

-Ossigeno e silicio sono i più abbondanti nella crosta, insieme a ferro, magnesio, calcio, alluminio e potassio.

-Carbonio, ossigeno e azoto nell'atmosfera.

- Altri elementi sono stati rilevati in misura minore: titanio, cromo, zolfo, fosforo, manganese, sodio, cloro e idrogeno.

Quindi gli elementi trovati su Marte sono gli stessi della Terra, ma non nella stessa proporzione. Ad esempio, nel mantello di Marte (vedi la sezione sulla struttura interna sotto) ci sono molto più ferro, potassio e fosforo che nel loro equivalente terrestre.

Da parte sua, lo zolfo è presente nel nucleo e nella crosta di Marte in una proporzione maggiore che sulla Terra.

Metano su Marte

Il metano è un gas che di solito è il prodotto della decomposizione della materia organica, motivo per cui è noto anche come "gas di palude".

È un gas a effetto serra, ma gli scienziati lo stanno cercando con impazienza su Marte, perché sarebbe una buona indicazione che la vita esiste o esiste ancora sul pianeta deserto.

Il tipo di vita che gli scienziati sperano di trovare non sono piccoli uomini verdi, ma batteri, per esempio. Alcune specie di batteri terrestri sono note per produrre metano come parte del loro metabolismo e altre lo consumano.

Il rover Curiosity della NASA nel 2019 ha effettuato una lettura inaspettatamente alta di metano nel cratere marziano Gale.

Figura 9. Curiosity, il rover robotico che esplora le caratteristiche di Marte, lanciato dalla NASA nel 2012. Fonte: NASA via jpl.nasa.gov.

Tuttavia, non saltare alle conclusioni, poiché il metano può essere prodotto anche da reazioni chimiche tra acqua e rocce, cioè processi puramente chimici e geologici.

Inoltre, le misurazioni non indicano quanto sia recente quel metano; Tuttavia, se ci fosse acqua su Marte, come tutto sembra indicare, potrebbe anche esserci vita e alcuni scienziati ritengono che ci sia ancora vita sotto il permafrost, lo strato di terreno ghiacciato per sempre nelle regioni circumpolari.

Se è vero, si possono trovare microbi che vivono lì, motivo per cui la NASA ha creato il rover Curiosity, che ha tra i suoi obiettivi la ricerca della vita. E anche un nuovo veicolo rover che potrebbe essere lanciato nel 2020, basato su Curiosity e noto fino ad ora come Marte 2020.

Struttura interna

Marte è un pianeta roccioso, così come Mercurio, Venere e la Terra. Pertanto, ha una struttura differenziata in:

- Nucleo , circa 1.794 km di raggio, composto da ferro, nichel, zolfo e forse ossigeno. La parte più esterna può essere parzialmente fusa.

- Mantello , a base di silicati.

- Corteccia , di spessore compreso tra 50 e 125 km, ricca di basalti e ossidi di ferro.

Figura 10. Sezioni comparative dei pianeti interni più la Luna. Fonte: Wikimedia Commons

geologia

I rover sono veicoli robotici controllati dalla Terra, grazie ai quali si hanno preziose informazioni sulla geologia marziana.

Ci sono fondamentalmente due regioni, divise da un enorme passo:

• Altopiani a sud, con numerosi vecchi crateri da impatto.
• Pianure lisce a nord, con pochissimi crateri.

Poiché Marte ha prove di vulcanismo, gli astronomi ritengono che i flussi di lava potrebbero aver cancellato le prove di crateri nel nord, o forse un grande oceano di acqua liquida era lì in un tempo remoto.

L'abbondanza di crateri viene utilizzata come criterio per stabilire tre periodi geologici su Marte: Noeico, Esperiano e Amazzonico.

Il periodo amazzonico è il più recente, caratterizzato da meno crateri ma con un intenso vulcanismo. Nel Noeic, tuttavia, il più antico, il vasto oceano settentrionale avrebbe potuto esistere.

Il monte Olimpo è il più grande vulcano finora conosciuto dell'intero sistema solare e si trova precisamente su Marte, vicino all'equatore. Le prove indicano che si è formato durante il periodo amazzonico, circa 100 milioni di anni fa.

Oltre a crateri e vulcani, su Marte sono presenti anche molti canyon, dune, campi di lava e antichi canali a secco, attraverso i quali scorreva forse acqua liquida in tempi antichi.

Figura 11. Marte inghiottito da una tempesta di sabbia, immagini del Mars Reconnaissance Orbiter. Tempeste di sabbia di proporzioni planetarie sono frequenti su Marte, poiché il suolo è sabbioso e desertico. Fonte: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Dominio pubblico.

Missioni su Marte

Marte è stato bersaglio di numerose missioni spaziali, alcune destinate ad orbitare attorno al pianeta e altre ad atterrare sulla sua superficie. Grazie a loro hai una grande quantità di immagini e dati per creare un'immagine abbastanza accurata.

Mariner 4

Era la quarta sonda della missione Mariner, lanciata dalla NASA nel 1964. Attraverso di essa sono state ottenute le prime fotografie della superficie del pianeta. Era inoltre dotato di un magnetometro e di altri strumenti, grazie ai quali è stato determinato che il campo magnetico di Marte è pressoché inesistente.

Marte sovietico

Questo era un programma dell'ex Unione Sovietica che durò dal 1960 al 1973, attraverso il quale furono ottenute registrazioni dell'atmosfera marziana, dettagli della ionosfera, informazioni sulla gravità, campo magnetico e numerose immagini della superficie del pianeta.

vichingo

Il programma Viking della NASA consisteva in due sonde: VIking I e Viking II progettate per atterrare direttamente sul pianeta. Sono stati lanciati nel 1975 con la missione di studiare la geologia e la geochimica del pianeta, oltre a fotografare la superficie e cercare segni di vita.

Sia Viking I che Viking II avevano a bordo sismografi, ma solo Viking II è stato in grado di effettuare test con successo, di cui si è riscontrato che l'attività sismica di Marte è molto inferiore a quella della Terra.

Per quanto riguarda i test meteorologici, è stato rivelato che l'atmosfera di Marte era composta principalmente da anidride carbonica.

esploratore

È stato lanciato nel 1996 dalla NASA nell'ambito del Project Discovery. Aveva un veicolo robotico costruito con una spesa minima, con il quale sono stati testati nuovi design per questa classe di veicoli. Riuscì anche a condurre numerosi studi geologici del pianeta e ad acquisirne immagini.

Mars Global Surveyor (MGS)

Si trattava di un satellite che era in orbita su Marte dal 1997 al 2006. Aveva a bordo un altimetro laser, con il quale venivano inviati al pianeta impulsi luminosi che venivano poi riflessi. In questo modo è stato possibile misurare l'altezza delle caratteristiche geografiche, che insieme alle immagini riprese dalle telecamere satellitari hanno permesso di costruire una mappa dettagliata della superficie marziana.

Questa missione ha anche portato prove sulla presenza di acqua su Marte, nascosta sotto le calotte polari. I dati suggeriscono che in passato l'acqua liquida ha attraversato il pianeta.

La sonda non ha trovato prove di un effetto dinamo in grado di creare un campo magnetico simile a quello della Terra.

Mars Science Laboratory

Questa sonda spaziale robotica, meglio conosciuta come Curiosity, è stata lanciata nel 2011 e ha raggiunto la superficie di Marte nell'agosto 2012. Si tratta di un veicolo esploratore o rover la cui missione è indagare il clima, la geologia e le possibili condizioni per una futura missione con equipaggio. .

Mars odyssey

Questa sonda è stata lanciata dalla NASA nel 2001 per mappare la superficie del pianeta ed effettuare studi climatologici. Grazie ai loro dati, sono stati ottenuti dati sul ciclo dell'anidride carbonica sopra descritto. Le telecamere Mars Odyssey hanno inviato immagini della calotta polare sud, mostrando i segni scuri della vaporizzazione del composto.

Mars Express

È una missione dell'Agenzia spaziale europea lanciata nel 2003 e finora è attiva. I suoi obiettivi sono studiare il clima, la geologia, la struttura, l'atmosfera e la geochimica di Marte, in particolare l'esistenza passata e presente dell'acqua sul pianeta.

Mars Exploration Rover

I rover robotici Spirit e Opportunity sono stati lanciati dalla NASA nel 2004 per atterrare in luoghi dove si sospettava o potesse esistere l'acqua. In linea di principio, sarebbe una missione di soli 90 giorni, tuttavia i veicoli sono rimasti in funzione più a lungo del previsto.

Opportunity ha interrotto le trasmissioni nel 2018 durante una tempesta di sabbia globale, ma tra i risultati più importanti c'è l'aver trovato più prove di acqua su Marte e che un tempo il pianeta aveva le condizioni ideali per ospitare la vita.

Mars Reconnaissance Orbiter

Questo satellite è stato lanciato nel 2005 ed è ancora operativo nell'orbita del pianeta. La sua missione è studiare l'acqua su Marte e verificare se è esistita abbastanza a lungo perché la vita si sviluppi sul pianeta.

Riferimenti

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