I pianeti del sistema solare come rappresentato da un'illustrazione di computer della NASA. Le orbite e le dimensioni non sono mostrate in scala.
(Immagine: © NASA)
Un gigante gassoso è un grande pianeta composto principalmente da gas, come idrogeno ed elio, con un nucleo roccioso relativamente piccolo. I giganti gassosi del nostro sistema solare sono Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Questi quattro grandi pianeti, chiamati anche pianeti gioviani dopo Giove, risiedono nella parte esterna del sistema solare oltre le orbite di Marte e la cintura di asteroidi. Giove e Saturno sono sostanzialmente più grandi di Urano e Nettuno e ogni coppia di pianeti ha una composizione leggermente diversa.
Sebbene ci siano solo quattro grandi pianeti nel nostro sistema solare, gli astronomi ne hanno scoperto migliaia al di fuori di esso, in particolare usando il telescopio spaziale Kepler della NASA. Questi esopianeti (come vengono chiamati) vengono esaminati per conoscere meglio come è nato il nostro sistema solare.
Fatti basilari
Giove è il più grande pianeta del nostro sistema solare. Ha un raggio quasi 11 volte più grande della Terra. Ha 50 lune conosciute e 17 in attesa di conferma, secondo la NASA. Il pianeta è principalmente costituito da idrogeno ed elio che circonda un denso nucleo di rocce e ghiaccio, con la maggior parte della sua massa probabilmente costituita da idrogeno metallico liquido, che crea un enorme campo magnetico. Giove è visibile ad occhio nudo ed era conosciuto dagli antichi. La sua atmosfera è costituita principalmente da idrogeno, elio, ammoniaca e metano. [Correlati: Planet Jupiter: fatti su dimensioni, lune e macchia rossa]
Saturno è circa nove volte il raggio terrestre ed è caratterizzato da grandi anelli; come si sono formati è sconosciuto. Ha 53 lune conosciute e altre nove in attesa di conferma, secondo la NASA. Come Giove, è principalmente costituito da idrogeno ed elio che circondano un nucleo denso ed è stato anche seguito da antiche culture. La sua atmosfera è simile a quella di Giove. [Correlati: Pianeta Saturno: fatti su anelli, lune e dimensioni di Saturno]
Urano ha un raggio circa quattro volte quello di quello terrestre. È l'unico pianeta inclinato su un lato e ruota anche all'indietro rispetto a tutti i pianeti tranne Venere, il che implica un'enorme collisione che lo ha interrotto molto tempo fa. Il pianeta ha 27 lune e la sua atmosfera è formata da idrogeno, elio e metano, secondo la NASA. Fu scoperto da William Herschel nel 1781. [Correlato: Pianeta Urano: fatti su nome, lune e orbita]
Nettuno ha anche un raggio circa quattro volte quello della Terra. Come Urano, la sua atmosfera è prevalentemente costituita da idrogeno, elio e metano. Ha 13 lune confermate e un'altra in attesa di conferma, secondo la NASA. Fu scoperto da diverse persone nel 1846. [Correlato: Pianeta Nettuno: fatti sulla sua orbita, lune e anelli]
Super-terre: gli scienziati hanno trovato una moltitudine di "super-terre" (pianeti tra le dimensioni della Terra e di Nettuno) in altri sistemi solari. Non ci sono super-terre conosciute nel nostro sistema solare, anche se alcuni scienziati ipotizzano che potrebbe esserci un "Pianeta Nove" in agguato nelle aree esterne del nostro sistema solare. Gli scienziati stanno studiando questa categoria di pianeti per scoprire se le super-terre sono più simili a piccoli pianeti giganti o grandi pianeti terrestri.
Formazione e somiglianze
Gli astronomi pensano che i giganti si siano inizialmente formati come pianeti rocciosi e ghiacciati simili ai pianeti terrestri. Tuttavia, la dimensione dei nuclei ha permesso a questi pianeti (in particolare Giove e Saturno) di catturare idrogeno ed elio dalla nuvola di gas da cui il sole si stava condensando, prima che il sole si formasse e spazzasse via gran parte del gas.
Poiché Urano e Nettuno sono più piccoli e hanno orbite più grandi, è stato più difficile per loro raccogliere idrogeno ed elio con la stessa efficienza di Giove e Saturno. Questo probabilmente spiega perché sono più piccoli di quei due pianeti. Su base percentuale, le loro atmosfere sono più "inquinate" con elementi più pesanti come metano e ammoniaca perché sono molto più piccole.
Gli scienziati hanno scoperto migliaia di esopianeti. Molti di questi sono "Giove caldi" o giganteschi giganti gassosi che sono estremamente vicini alle loro stelle madri. (I mondi rocciosi sono più abbondanti nell'universo, secondo le stime di Keplero.) Gli scienziati ipotizzano che i grandi pianeti potrebbero essersi spostati avanti e indietro nelle loro orbite prima di stabilirsi nella loro configurazione attuale. Ma quanto si sono mossi è ancora oggetto di dibattito.
Ci sono dozzine di lune attorno ai pianeti giganti. Molti si sono formati contemporaneamente ai loro pianeti genitori, il che è implicito se i pianeti ruotano nella stessa direzione del pianeta vicino all'equatore (come le enormi lune gioviane Io, Europa, Ganimede e Callisto). Ma ci sono eccezioni.
Una luna di Nettuno, Tritone, orbita attorno al pianeta opposto alla direzione in cui Nettuno gira, il che implica che Tritone fu catturato, forse dall'atmosfera una volta più grande di Nettuno, mentre passava. E ci sono molte piccole lune nel sistema solare che ruotano lontano dall'equatore dei loro pianeti, il che implica che sono stati anche presi dall'immensa attrazione gravitazionale.
Ricerche attuali
Giove: Il veicolo spaziale Juno della NASA è arrivato sul pianeta nel 2016 e ha già fatto diverse scoperte. Ha studiato gli anelli del pianeta, il che è difficile da ottenere poiché sono molto più sottili di quelli di Saturno. Giunone scoprì che le particelle che influenzano le aurore di Giove sono diverse da quelle sulla Terra. Ha anche rivelato intuizioni sull'atmosfera, come trovare la neve che emana dalle nuvole di alta quota. Nel frattempo, gli scienziati che usano il telescopio spaziale Hubble hanno fatto studi dettagliati sulla Grande Macchia Rossa di Giove, osservandolo ridursi e intensificarsi nel colore.
Saturno: La navicella spaziale Cassini ha concluso più di una dozzina di anni di osservazione a Saturno nel 2017. Ma la scienza eseguita da Cassini è ancora molto in corso, poiché gli scienziati analizzano il lavoro dei suoi molti anni a Saturno. Negli ultimi mesi, la missione ha esaminato la gravità di Saturno e i campi magnetici, ha osservato gli anelli da un'angolazione diversa rispetto a prima e si è immerso deliberatamente nell'atmosfera (una mossa che rivelerà di più sulla struttura dell'atmosfera).
Urano: Le tempeste di Urano sono un bersaglio frequente sia per i telescopi professionisti che per gli astronomi dilettanti, che monitorano come si evolvono e cambiano nel tempo. Gli scienziati sono anche interessati a conoscere la struttura dei suoi anelli e di cosa è fatta la sua atmosfera. Urano può anche avere diversi asteroidi di Troia (asteroidi nella stessa orbita del pianeta); il primo è stato trovato nel 2013.
Nettuno: Le tempeste su Nettuno sono anche un obiettivo osservativo popolare, e nel 2018 quelle osservazioni hanno portato nuovamente frutti; il lavoro del telescopio spaziale Hubble ha mostrato che una tempesta di lunga data si sta ora riducendo. I ricercatori hanno notato che la tempesta si sta dissipando in modo diverso rispetto a quanto previsto dai loro modelli, il che dimostra che la nostra comprensione dell'atmosfera di Nettuno richiede ancora raffinatezza.
esopianeti: Molti telescopi terrestri cercano esopianeti. Esistono anche diverse missioni spaziali attive che svolgono ricerche sugli esopianeti, tra cui Keplero, il telescopio spaziale Hubble e il telescopio spaziale Spitzer. È prevista anche una raffica di nuove missioni: il NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) nel 2018, il NASA James Webb Space Telescope nel 2020, il PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO) dell'Agenzia spaziale europea nel 2026 e l'ATA remoto atmosferico- rilevando la missione di indagine a grande scala sull'esopianeta infrarossa (Ariel) nel 2028.
Risorse addizionali
- Rochester Institute of Technology: The Gas Giants
- NASA: Se Giove e Saturno sono giganti gassosi, potresti volare dritto attraverso di loro?
- Dipartimento di Astronomia dell'Università dell'Arizona: Gas Giant = Jovian Planets
