Astronomia

Quando il Sole muore, l'orbita della Terra cambia?

Quando il Sole muore, l'orbita della Terra cambia?

Man mano che il Sole si avvicina alla fine della sua vita e si espande, l'orbita terrestre si ingrandirà man mano che si allontana o rimarrebbe nello stesso piano orbitale e non si sposterà? Quindi in un lontano futuro, avremmo 512 giorni invece di 365 giorni?

Poiché la Luna si sposta a una distanza di 3,8 cm all'anno (rif: http://curious.astro.cornell.edu/about-us/37-our-solar-system/the-moon/the-moon-and -la-terra/111-è-la-luna-che-si-allontana-dalla-terra-quando-è-stato-scoperto-intermedio), ci stiamo muovendo fuori o dentro verso il Sole o non è possibile che funzioni fuori perché non c'è niente su cui misurarsi?


La risposta è si. Con l'invecchiamento, il Sole diventerà una gigante rossa e il tasso di perdita di massa dalla sua superficie aumenterà. Questo effetto aumenterà (drasticamente) ulteriormente quando il Sole entrerà nella fase asintotica del ramo gigante, dove le pulsazioni termiche guidano un vento freddo che può portare via un milionesimo di massa solare all'anno, lasciando infine un nucleo bruciato sotto forma di un nana bianca con circa la metà di massa solare.

In qualsiasi punto di questa evoluzione possiamo modellare l'evoluzione dell'orbita terrestre usando alcune semplici approssimazioni - che il vento dal Sole sfugge all'infinito, che una proporzione trascurabile è effettivamente accumulata dalla Terra e non esercita una coppia, che il la perdita di massa avviene su una scala temporale molto più lunga dell'orbita terrestre e che la massa della Terra $m$ è sempre molto inferiore alla massa del Sole $M(t)$ dipendente dal tempo.

In tal caso consideriamo il momento angolare orbitale della Terra: $$ m a omega^2 simeq Gfrac{M m}{a^2},$$ dove $a$ è il semiasse maggiore. Quindi il momento angolare $J = m a^2 omega$ è dato da $$ J^2 = m^2 a^4 frac{G M m}{m a^3} propto M a$$

Man mano che il momento angolare dell'orbita terrestre si conserva, il $M(t) a(t)$ è costante e man mano che il Sole perde massa, il semiasse maggiore aumenta dello stesso fattore.

Venendo allo specifico - quando il Sole è una nana bianca con massa semisolare, il semiasse maggiore sarà di 2 au (supponendo che il Sole gigante non lo abbia completamente inghiottito - sarà una cosa ravvicinata) e la terza legge di Keplero $ (P^2 propto a^3/M)$ può essere usato per stimare un periodo orbitale di 4 anni.

Gli effetti di marea del Sole sull'orbita terrestre sono abbastanza trascurabili rispetto a questi effetti di perdita di massa.


Rob Jeffries ha già risposto alla domanda, ma ha omesso un dettaglio che dovrebbe essere incluso.

La massa che il sole perde a causa del vento solare farà migrare la Terra verso l'esterno. L'aumento della resistenza dovuta al movimento attraverso un vento solare più denso rallenterà la Terra e ne contrasterà parzialmente l'effetto. Inizialmente non di molto, ma man mano che il sole si espande la Terra si troverà a muoversi attraverso un mezzo sempre più denso. Secondo questo documento, la resistenza nella cromosfera inferiore alla fine sarà abbastanza alta da far cadere il pianeta nel sole.


Nella parte inferiore dell'orbita terrestre

[Aggiornamento: le mie scuse: a causa di un errore taglia e incolla, avevo erroneamente elencato la distanza del perielio come distanza media della Terra dal Sole (147 contro 149 milioni di km). Per evitare confusione, ho semplicemente sostituito l'errore con il valore corretto. Il resto del post è corretto poiché questo non era un errore matematico ma tipografico, e ho usato il valore giusto quando ho fatto i miei calcoli di seguito.] Dallo scorso luglio, la Terra sta cadendo sempre più vicino al Sole. Da allora, in ogni momento, il nostro pianeta si è avvicinato alla stella più vicina nell'Universo, avvicinandosi a oltre 1100 chilometri all'ora, 27.500 km/giorno, 800.000 km al mese. Ma niente panico! Lo facciamo ogni anno. E quella parte finisce comunque oggi. L'orbita della Terra intorno al Sole non è un cerchio perfetto. In realtà è un'ellisse, quindi a volte siamo più vicini al Sole, a volte più lontani. Vari fattori cambiano la data e l'ora esatte ogni anno - puoi ottenere i numeri presso il sito dell'Osservatorio Navale - ma l'afelio (quando siamo più lontani dal Sole) avviene a luglio e il perielio (quando siamo più vicini) a Gennaio. E ora siamo al perielio! Oggi, 3 gennaio 2011, intorno alle 19:00 GMT (14:00 ora degli Stati Uniti orientali), la Terra raggiunge il perielio. A quel tempo, saremo a circa 147,099,587 chilometri (91,245.873 miglia) dal Sole. Per darti un'idea di quanto sia lontano, un jet che viaggia a una velocità di crociera di 800 km/h impiegherebbe più di 20 anni per raggiungere il Sole. Naturalmente, poiché oggi è il momento in cui quest'anno saremo più vicini al Sole, ogni giorno per i prossimi sei mesi dopo che saremo un po' più lontani. Questo raggiunge il suo apice quando saremo all'afelio quest'anno il 4 luglio, quando saremo a 152.096.155 km (94.507.988 miglia) dal Sole. Non che te ne accorgi senza un telescopio, ma questo significa che il Sole è leggermente più grande nel cielo oggi rispetto a luglio. La differenza è solo del 3% circa, il che richiederebbe un telescopio per essere notato. Il frequente collaboratore di astrofotografia del blog BA Anthony Ayiomamitis ha scattato queste immagini del Sole al perielio e all'afelio nel 2005:

Questo può sembrare un po' strano se non sei abituato alla fisica del moto orbitale, ma puoi pensare che la Terra si muova intorno al Sole con due velocità: una di lato mentre ruota intorno alla sua orbita, l'altra (molto più piccola) avvicinarsi e allontanarsi dal Sole nel corso di un anno. I due si sommano per darci la nostra orbita ellittica. La velocità laterale (ciò che gli astronomi chiamano tangenziale) è di circa 30 chilometri (18 miglia) al secondo, che è incredibilmente veloce. Ma poi, percorriamo un'orbita di quasi un miliardo di chilometri di circonferenza ogni anno! La velocità verso e lontano dal Sole (quella che chiamiamo velocità radiale perché la sua direzione è lungo il raggio orbitale) è molto più piccola solo di circa 0,3 km/sec (che si traduce nei numeri che ho usato nel primo paragrafo sopra). Questa è una media nel corso dell'anno che ho stimato molto semplicemente prendendo la differenza tra le nostre distanze afelio e perielio - quasi esattamente 5 milioni di km (3 milioni di miglia) - e dividendo per il tempo impiegato dalla Terra per spostati tra di loro: sei mesi o circa 182 giorni. La velocità esatta cambia, perché al perielio siamo più vicini al Sole e sentiamo la sua gravità un po' più forte, quindi la nostra velocità intorno al Sole è un po' più veloce che all'afelio. Insieme, le velocità tangenziale e radiale si sommano per darci la nostra velocità orbitale complessiva, che cambia con la distanza dal Sole. Infatti, al perielio di oggi ci sposteremo intorno al Sole a 30,1 km/sec, e all'afelio a luglio che avrà rallentato a circa 29,6 km/sec. Questo è un cambiamento di circa l'1,7% sufficiente per misurare se hai l'attrezzatura giusta, ma non qualcosa che potresti notare nella tua vita quotidiana. Questo fa emergere un altro punto interessante: quando siamo più vicini al Sole riceviamo più luce - e quindi energia e calore - da esso rispetto a quando siamo più lontani. Possiamo calcolare anche quello. La quantità di energia che ricevi da un oggetto si riduce con il quadrato della tua distanza: raddoppia la tua distanza e ottieni solo 1/4 della quantità di luce da esso. Vai 10 volte più lontano e questo scende a 1/100 o 1%. All'afelio, siamo 1.033 volte più lontani dal Sole, quindi otteniamo (1.033) ^ 2 o circa 1,07 volte meno luce ed energia da esso. Puoi capovolgerlo per dire che oggi riceviamo circa il 7% in più di luce solare rispetto all'afelio a luglio! Può sembrare strano per le persone che vivono a nord dell'equatore, ma le stagioni sono un altro problema. Oh, ehi, un'altra cosa. Ogni tanto sento dire da un bambino o da un genitore che mi dice che hanno avuto un insegnante o un amico che affermano che se la Terra fosse anche a poche migliaia di miglia più vicina o più lontana dal Sole, bruceremmo o congeleremmo. Questo è chiaramente sciocco, poiché nel corso di sei mesi la distanza della Terra dal Sole cambia di 3 milioni di miglia! Non solo, ma la Terra è larga 8000 miglia (13.000 km) e gira una volta al giorno. Ciò significa che a mezzogiorno sei 8000 miglia più vicino al Sole di quanto non lo sia a mezzanotte, e in generale non vedo persone prendere fuoco e poi congelarsi in un blocco di ghiaccio ogni 12 ore. Quindi, se hai mai sentito quel particolare pezzo di stupidità, fai riferimento a loro qui. Quindi ecco qua. Potresti non notare che il Sole sembra leggermente più grande, o è più caldo, o si muove più velocemente * del solito oggi, ma lo è. Quindi, se stai passando una giornata difficile, ricorda questo: è tutto in salita da qui. Fino a luglio.

^* Rispetto alle stelle si muove più velocemente, cioè, poiché se dovessi misurare la sua velocità attraverso il cielo mentre sorge e tramonta, il Sole sembrerebbe effettivamente muoversi più lentamente, perché mentre ti trovi sulla Terra la sua rotazione sposta il Sole da sinistra a destra rispetto a te (se sei nell'emisfero settentrionale rivolto a sud, o stai a testa in giù in Australia rivolto a nord) facendo un unico circuito attraverso il cielo una volta al giorno, mentre l'orbita della Terra il movimento sposta il Sole da destra a sinistra rispetto alle stelle facendo un circuito una volta all'anno, con quel movimento più veloce al perielio, quindi sottraendo o rallentando il diurno (movimento giornaliero) del Sole da sinistra a destra, quindi il Sole sembra muoversi in il cielo più lentamente al perielio. Fatto?


Piccoli cambiamenti nell'orbita

Se la Terra dovesse avvicinarsi al sole, significherebbe un calore molto più intenso sul pianeta. I ghiacciai di tutto il mondo si scioglierebbero rapidamente, provocando un innalzamento del livello del mare e il caos globale. Fondamentalmente, il pianeta sarebbe allagato. Se la Terra si spostasse più lontano dal sole, tuttavia, tutti i corpi idrici del pianeta si congelerebbero, praticamente congelando l'intero pianeta con loro. Inoltre, la durata di ogni anno sarebbe più lunga.

Basti dire che siamo contenti dell'orbita su cui stiamo attualmente viaggiando, quindi la Terra farebbe meglio a non avere alcuna idea di allontanarsi dal suo percorso!


Come cambia l'orbita di un pianeta quando uno dei soli in un sistema solare binario inizia a fare ɽie'?

Dato un sistema solare con un sole binario, dove uno dei soli è notevolmente più piccolo dell'altro dato che un tale sistema ha un solo pianeta con la sua luna compagna.

Il sole più piccolo inizia a morire. L'orbita del pianeta solitario si espanderà o si contrarrà? L'anno di quel pianeta si allungherà o si accorcerà man mano che il sole si spegne?

Le stelle cedono energia mentre irradiano (riducendo così la loro massa) ma stanno anche acquisendo nuova massa da fonti circostanti, quindi le masse stellari fluttuano nel tempo, e sì in genere perdono massa nel tempo. Tuttavia, perché associ l'atto di una stella che "morente" in modo specifico con un notevole cambiamento nella sua massa?

Le nane bianche, le stelle di neutroni e altri resti stellari hanno generalmente masse che sono frazioni della massa della stella originale. Le nane bianche esistono solo dopo che una stella di medie dimensioni ha perso i suoi strati esterni e quel processo di eliminazione durante la fase asintotica del gigante fa sì che la stella perda una notevole quantità di materiale. Lo stesso si può dire delle stelle di neutroni, dove il resto è il prodotto di una supernova di tipo II, in cui una grossa fetta dell'involucro esterno della stella viene soffiata verso l'esterno.

Se si tratta di un sistema binario, gran parte dell'evoluzione dipende dalle dimensioni, dalla separazione e dal tipo delle stelle centrali.

Se le stelle sono abbastanza vicine, possono iniziare a interagire mentre la stella più grande si gonfia per diventare una gigante rossa. In questo caso, la massa può trasferirsi sulla stella più piccola, aumentandone la luminosità e facendola crescere ed evolvere più velocemente. Per due stelle simili al Sole, questo trasferimento non può portare a una supernova, anche se una volta che la stella inizialmente più grande diventa abbastanza piccola, creerà una nebulosa planetaria e il suo nucleo diventerà una nana bianca. Alla fine (leggi: decine di milioni di anni dopo), la stella secondaria si gonfierà, creando forse la situazione inversa, risultando in una supernova di tipo Ia mentre il gas si accumula sulla nana bianca.

Se le stelle centrali sono più separate, interagiranno solo tramite il vento stellare della stella più grande. La stella più piccola accumulerà un po' di questo vento, ma di solito non una quantità significativa. Il cambiamento di massa delle stelle farà crescere l'orbita del pianeta e di conseguenza diventerà più lenta. Se il pianeta è ampiamente separato dalle stelle, è improbabile che interagisca molto con il vento


2 risposte 2

Secondo E. V. Petjeva (2011), il tasso di variazione misurato della distanza Terra-Sole (unità astronomica) è (1,2 +/- 3,2) cm/anno, con il valore di incertezza che rappresenta 3 deviazioni standard. In altre parole, qualsiasi cambiamento rientra nell'incertezza della misurazione. Si rivolge in modo specifico al valore di Krasinsky e Brumberg. Anche E. M. Standish ha affrontato questo problema.

Le misurazioni provengono da echi radar di altri pianeti e segnali radio da veicoli spaziali. Vedere i riferimenti di seguito per i dettagli.

(Si noti che "unità astronomica" non è tecnicamente uguale alla distanza Terra-Sole, vedere il riferimento Standish per i dettagli, Krasinsky e gli altri stanno tutti misurando l'"unità astronomica" inoltre "unità astronomica" è stata ridefinita per essere una costante nel 2012, vedere il riferimento Natura per i dettagli)

Questo è ispirato da . un articolo di G. A. Krasinsky e V. A. Brumberg, "Aumento secolare dell'unità astronomica dall'analisi dei moti dei pianeti principali e sua interpretazione".

Pitjeva e Pitjev (1) forniscono una semplice spiegazione del cambiamento secolare molto grande nell'unità astronomica trovata da Krasinsky e Brumberg:

"Nel documento di Krasinsky e Brumberg il cambiamento au è stato determinato simultaneamente con tutti gli altri parametri, in particolare con gli elementi orbitali dei pianeti e il valore dell'unità astronomica au stessa. Tuttavia, al momento è impossibile determinare contemporaneamente due parametri: il valore dell'unità astronomica e la sua variazione, in questo caso la correlazione tra au e la sua variazione $dot$ raggiunge il 98,1% e porta a valori errati di entrambi questi parametri".

Qual è la velocità con cui cambia la distanza Terra-Sole?

Il primo articolo citato nella risposta di DavePhD da E.V. Pitjeva si basa sull'articolo referenziato di Pitjeva e Pitjev (1). Entrambi gli articoli forniscono tassi di variazione della distanza Terra-Sole (nello specifico, la lunghezza $a$ del semiasse maggiore Terra-Sole) e della definizione del 1976 dell'unità astronomica $au$ come $egin frac a &= (1.35pm0.32)cdot10^<-14>/ ext frac> &= (8pm21)cdot10^<-12>/ esto fine$ (Nota: quest'ultimo si basa sul valore pubblicato di $dot = 1.2pm 3.2$ cm/anno)

La ragione della differenza di quasi tre ordini di grandezza tra queste due cifre è che l'unità astronomica non è la distanza tra il Sole e la Terra. Sebbene così fosse originariamente definita l'unità astronomica, i due concetti sono stati effettivamente separati l'uno dall'altro dalla fine del XIX secolo, quando Simon Newcomb pubblicò il suo Tabelle del moto della Terra sul suo asse e intorno al Sole. Il divorzio è stato ufficializzato nel 1976 quando l'Unità Astronomica Internazionale ha ridefinito l'unità astronomica come l'unità di lunghezza che rendeva la costante gravitazionale gaussiana K hanno un valore numerico di 0,017202098950000 se espresso nel sistema astronomico di unità (l'unità di lunghezza è un'unità astronomica, l'unità di massa è una massa solare e l'unità di tempo è 86400 secondi (un giorno)).

Chi ha fatto questa analisi e cosa trova? Inoltre, quali metodi vengono utilizzati?

Ci sono tre gruppi chiave:

  • L'Istituto di Astronomia Applicata dell'Accademia Russa delle Scienze, che produce le serie di effemeridi delle effemeridi dei pianeti e della luna (EPMxxxx) (1)
  • Il Jet Propulsion Laboratory della NASA, che produce la serie Development Ephemeris (DExxx) di effemeridi (2), e anche effemeridi per piccoli corpi del sistema solare e
  • L'Istituto di Meccanica Celeste e del Calcolo delle Effemeridi dell'Osservatorio di Parigi (L'institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, IMCCE), che produce la serie Integration Numerique Planetaire de l'Observatoire de Paris (INPOPxx) di effemeridi ( 3).

Tutti e tre risolvono numericamente le equazioni del moto per il sistema solare usando un'espansione post-newtoniana del primo ordine data una serie di stati in un'epoca. Questa integrazione ovviamente non corrisponderà alle diverse centinaia di migliaia di osservazioni che sono state raccolte nel tempo. Tutti e tre utilizzano tecniche di regressione altamente specializzate per aggiornare gli stati dell'epoca in modo da minimizzare in qualche modo gli errori tra stime e osservazioni. Tutti e tre affrontano attentamente elementi di stato altamente correlati, cosa che Krasinsky e Brumberg non hanno fatto. Tutti e tre condividono i dati osservativi, a volte cooperano (documenti congiunti, comitati IAU, . ) e talvolta competono ("la nostra tecnica è migliore della tua (almeno per ora)").

Ad esempio, il radar è davvero così preciso?

Per quanto riguarda il radar, la distanza dal Sole non è mai stata misurata direttamente tramite radar. A meno che non sia protetto in modo massiccio con filtri, puntare un telescopio di qualsiasi tipo direttamente verso il Sole è generalmente una cattiva idea. Se protetta in modo massiccio con filtri, un'antenna radio non vedrebbe il debole ritorno del radar. Quelle misurazioni radar degli anni '60 riguardavano Mercurio, Venere e Marte. Non c'è motivo convincente per eseguire il ping di quei pianeti ora che l'umanità ha inviato satelliti artificiali in orbita attorno a quei pianeti. L'invio di un satellite artificiale in orbita attorno a un pianeta (invece di sorvolarlo) fornisce misurazioni di qualità significativamente più elevate rispetto ai ping radar.


Cambiamento climatico: come il cambiamento dell'orbita della Terra ha influenzato il clima e la migrazione dall'Africa

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L'Organizzazione meteorologica mondiale rivela lo stato del clima del 2019

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L'orbita che si spostava gradualmente significava che le estati erano più intense con piogge più intense in alcuni punti della storia della Terra e più secche in altri. Il processo del cambiamento climatico rientra nei cosiddetti cicli di Milankovitch, che spiegano come i movimenti orbitali del pianeta influenzino il clima.

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I ricercatori dell'Università del Wisconsin-Madison hanno ora analizzato i cambiamenti climatici negli ultimi 140.000 anni per mostrare come hanno aiutato le persone a migrare fuori dall'Africa.

Circa 125.000 anni fa, l'Africa settentrionale e la penisola arabica hanno assistito a monsoni molto più intensi durante l'estate.

Con l'aumento delle piogge estive, i deserti del Sahara e dell'Arabia erano più piccoli e delimitati da grandi praterie.

Più pioggia significava anche più vegetazione e risorse disponibili per far prosperare gli esseri umani dell'Africa.

Cambiamento climatico: gli antichi modelli climatici hanno costretto gli umani a migrare dall'Africa (Immagine: GETTY)

Cambiamento climatico: l'orbita della Terra attorno al Sole si sposta nel corso di molte migliaia di anni (Immagine: NASA)

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Allo stesso tempo, il Mediterraneo e il Levante – Siria, Israele, Libano, Giordania e Palestina – hanno subito un aumento delle precipitazioni durante l'inverno.

Questi modelli climatici insoliti erano il risultato della posizione della Terra rispetto al Sole.

L'emisfero settentrionale del pianeta era inclinato verso il Sole molto più vicino in estate e molto più lontano in inverno.

Il professore emerito John Kutzbach dell'Università del Wisconsin, ha dichiarato: "È come incontrarsi a due mani. Ci sono state piogge estive più forti nel Sahara e piogge invernali più forti nel Mediterraneo.&rdquo

Come risultato dei cicli di Milankovitch, queste parti del mondo dovrebbero essere posizionate allo stesso modo a circa 21.000 anni.

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Ma i cicli indicano anche che era vero il contrario circa ogni 10.000 anni.

Ci sono state piogge estive più forti nel Sahara e piogge invernali più forti nel Mediterraneo

Professore emerito John Kutzbach, University of Wisconsin&ndashMadison

Quindi, se l'Africa avesse avuto più vegetazione e precipitazioni 125.000, 105.000 e 83.000 anni fa, le estati sarebbero state più secche e meno verdi rispettivamente 105.000, 95.000 e 73.000 anni fa.

Lo studio ha anche scoperto che il pianeta era nella morsa di un periodo glaciale tra 70.000 e 15.000 anni fa.

I modelli climatici utilizzati nello studio hanno rilevato che di conseguenza c'era una quantità ridotta di gas serra durante l'inverno.

Cambiamento climatico: il Nord Africa è stato soggetto a piogge più intense in estate e più vegetazione (Immagine: GOOGLE MAPS)

Cambiamento climatico: le temperature globali sono attualmente in aumento (Immagine: NASA)

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La riduzione dei gas serra ha intensificato le tempeste invernali nel Mediterraneo, ma ha anche portato a un raffreddamento del clima intorno all'equatore.

Il raffreddamento ha portato a un clima complessivamente più secco con una minore copertura forestale.

I ricercatori hanno proposto che i modelli del cambiamento climatico abbiano influenzato la quantità di vegetazione disponibile, costringendo gli esseri umani che vivono in Africa a stabilirsi in nuove aree con più acqua e piante.

Ai fini dello studio, i ricercatori hanno modellato 140.000 anni prima del clima e dei movimenti orbitali della Terra utilizzando il modello del sistema climatico comunitario versione 3 del Centro nazionale per la ricerca atmosferica degli Stati Uniti.

Lo studio è arrivato dopo che il professor Kutzbach ha studiato per la prima volta negli anni '70 e '80 come i cambiamenti nell'orbita terrestre possono influenzare il clima.

Tendenza

Ha detto: &ldquoI miei primi lavori mi hanno preparato a pensare a questo.&rdquo

Tuttavia, il ricercatore ha notato che ci sono alcune lacune nel modello che, ad esempio, non fanno abbastanza freddo nell'Europa meridionale durante il periodo glaciale.

Il professor Kutzbach ha detto: &ldquoQuesta non è affatto l'ultima parola.

&ldquoI risultati dovrebbero essere esaminati di nuovo con un modello a risoluzione ancora maggiore.&rdquo


La Terra ha una seconda luna?

Molti pianeti del nostro sistema solare hanno più di una luna. Marte ha due lune, Giove ne ha 67, Saturno 62, Urano 27, Nettuno 14. Questi numeri continuano a cambiare e puoi vedere un conteggio relativamente attuale delle lune del sistema solare qui dal Jet Propulsion Laboratory della NASA. Ha senso che i mondi esterni, con la loro gravità più forte, abbiano più lune. Nel frattempo, il nostro pianeta Terra ha solo una luna. Non è vero?

Le lune sono definite come Terra’s naturale satelliti. Orbitano intorno alla Terra. E, infatti, sebbene la Terra a volte abbia più di una luna, alcuni oggetti che potresti aver sentito chiamare Seconda luna della Terra Earth non lo sono, davvero. Parliamo prima di alcune non lune.

3753 Cruithne nel 2001. L'astronomo Duncan Waldron ha scoperto questo debole asteroide il 10 ottobre 1986 su una lastra fotografica scattata con il telescopio Schmidt del Regno Unito al Siding Spring Observatory in Australia. Immagine tramite Sonia Keys tramite Wikimedia Commons. Le orbite intorno al sole di Cruithne e alla Terra nel corso di un anno (da settembre 2007 ad agosto 2008). Maggiori informazioni su questa animazione qui.

I quasi-satelliti non sono le seconde lune per la Terra. Un quasi-satellite è un oggetto in a configurazione co-orbitale con la Terra (o un altro pianeta). Gli scienziati direbbero che c'è un Risonanza orbitale 1:1 tra la Terra e questo oggetto. In altre parole, un quasi-satellite è in orbita attorno al sole, proprio come la Terra. La sua orbita intorno al sole richiede esattamente lo stesso tempo dell'orbita terrestre, ma la forma dell'orbita è leggermente diversa.

Il quasi-satellite più famoso dei nostri tempi – e un oggetto che potresti aver sentito chiamato a seconda luna per la Terra – è 3753 Cruithne. Questo oggetto è largo cinque chilometri – circa tre miglia –. Nota che ha un nome di asteroide. Questo è perché è è un asteroide in orbita attorno al nostro sole, uno delle diverse migliaia di asteroidi le cui orbite attraversano l'orbita terrestre. Gli astronomi hanno scoperto Cruithne nel 1986, ma solo nel 1997 hanno scoperto la sua complessa orbita. Non è una seconda luna per la Terra, non orbita attorno alla Terra. Ma Cruithne lo è in co-orbita il Sole con Terra. Come tutti i quasi-satelliti, Cruithne orbita intorno al sole una volta per ogni orbita della Terra.

Visto dalla Terra, Cruithne ha quella che è conosciuta come un'orbita a ferro di cavallo. In altre parole, visto dalla Terra, sembra orbitare attorno a un punto accanto alla Terra. Maggiori informazioni sulle orbite a ferro di cavallo qui.

La gravità terrestre colpisce Cruithne, in modo tale che la Terra e questo asteroide tornano ogni anno quasi nello stesso posto in orbita l'uno rispetto all'altro. Tuttavia, Cruithne non si scontrerà con la Terra, perché la sua orbita è molto inclinata rispetto alla nostra. Si muove dentro e fuori dal piano dell'eclittica, o piano dell'orbita terrestre intorno al sole.

Orbite come quella di Cruithne non sono stabili. I modelli al computer indicano che Cruithne trascorrerà solo altri 5.000 anni circa nella sua orbita attuale. Questo è un battito di ciglia sulla lunga scala temporale del nostro sistema solare. L'asteroide potrebbe quindi spostarsi in un'orbita vera attorno alla Terra per un po', momento in cui... voluto essere una seconda luna – ma non per molto. Gli astronomi stimano che, dopo 3000 anni in orbita attorno alla Terra, Cruithne sarebbe tornato in orbita intorno al sole.

A proposito, Cruithne non è l'unico quasi-satellite in un'orbita di risonanza 1:1 con la Terra. Anche gli oggetti 2010 SO16 e (277810) 2006 FV35, tra gli altri, sono considerati quasi-satelliti sulla Terra.

Questi oggetti non sono le seconde lune per la Terra, anche se a volte potresti sentire le persone dire erroneamente che lo sono. La Terra ha mai più di una luna? Sorprendentemente (o no), la risposta è sì.

Gli asteroidi catturati temporaneamente dalla gravità terrestre hanno orbite folli intorno a noi, perché sono attirati da tutti i lati dalla Terra, dal sole e dalla luna. Credito immagine: K. Teramuru, UH Ifa

La Terra a volte ha lune temporanee. Nel marzo del 2012, gli astronomi della Cornell University hanno pubblicato il risultato di uno studio al computer, suggerendo che gli asteroidi in orbita attorno al sole potrebbero temporaneamente diventare satelliti naturali della Terra. In effetti, hanno detto, la Terra di solito ha più di una luna temporanea, che hanno chiamato minimoon. Questi astronomi hanno detto che i minimoon avrebbero seguito percorsi complicati intorno alla Terra per un po' di tempo, come illustrato nelle immagini sopra e sotto. Alla fine, si sarebbero liberati dalla gravità terrestre, solo per essere immediatamente riconquistati in orbita attorno al sole, diventando ancora una volta un asteroide. Le piccole lune immaginate da questi astronomi potrebbero essere tipicamente larghe solo pochi piedi e potrebbero orbitare intorno al nostro pianeta per meno di un anno prima di tornare in orbita attorno al sole come asteroidi.

Diagramma dell'orbita per 2006 RH120 durante un periodo di tempo in cui è in orbita attorno alla Terra durante un evento di cattura satellitare temporaneo. Immagine tramite Wikimedia Commons.

Gli astronomi hanno rilevato qualcuno di questi minimoon? Sì. Scrivere sulla rivista Astronomia nel dicembre 2010, Donald Yeomans (Manager del Near-Earth Object Program Office della NASA presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA) ha descritto un oggetto scoperto nel 2006 che sembra corrispondere a tale descrizione. Si stima che l'oggetto – ora designato 2006 RH120– abbia un diametro di 5 metri (circa 15 piedi). Yeomans ha affermato che, quando questo oggetto è stato scoperto in un'orbita quasi polare attorno alla Terra, all'inizio si pensava fosse un booster Saturn S-IVB di terzo stadio dell'Apollo 12, ma in seguito si è deciso che fosse un asteroide. 2006 RH120 ha ricominciato a orbitare intorno al sole 13 mesi dopo la sua scoperta, ma si prevede che si avvicinerà alla Terra e sarà nuovamente catturato come minimoon dalla gravità terrestre più avanti in questo secolo.

In conclusione: quell'asteroide chiamato 3753 Cruithne non è una seconda luna per la Terra, ma la sua orbita attorno al sole è così strana che a volte si sente ancora dire che lo è. Nel frattempo, gli astronomi hanno suggerito che la Terra catturi frequentemente asteroidi, che potrebbero orbitare intorno al nostro mondo per circa un anno prima di liberarsi dalla gravità terrestre e orbitare di nuovo intorno al sole.


Quello che abbiamo imparato su Plutone

Un anno dopo che la navicella spaziale New Horizons della NASA ha dato un'occhiata rapida e ravvicinata a Plutone, gli scienziati stanno raccogliendo i frutti scientifici.

E mentre il pianeta si è raffreddato negli ultimi 900.000 anni circa, raggiungerà un'altra super stagione tra altri 900.000 anni quando l'emisfero australe del pianeta si inclinerà verso il sole nel punto esatto in cui oscilla più vicino.

Anche l'orbita terrestre cambierà un giorno. Mentre l'approccio più vicino al sole del nostro pianeta avviene attualmente durante l'inverno settentrionale, si è lentamente spostato nel tempo. Tra circa 10.000 anni, il suo massimo avvicinamento avverrà sei mesi dopo durante l'estate settentrionale.

Ma data l'orbita relativamente circolare della Terra, non avrà mai super stagioni come quelle su Plutone o le stagioni estreme e asimmetriche di Marte. Invece, il nostro pianeta rimarrà relativamente stabile, una caratteristica che potrebbe aver dato origine alla vita.