martedì 8 dicembre 2015

Il Pianeta Venere

Ciao a tutti amanti della fisica!
 Nel corso degli ultimi migliaia di anni non sono certo mancati i motivi per interessarsi al pianeta Venere. Si tratta dell'oggetto più luminoso del nostro cielo dopo il Sole e la Luna, al punto che nelle notti più buie è possibile osservare la nostra ombra alla luce che riflette. Inoltre è anche il corpo celeste più prossimo alla Terra dopo la Luna e, come se non bastasse, ha molte caratteristiche in comune col nostro pianeta: dimensioni, massa, vicinanza al Sole,...
 Queste ed altre caratteristiche hanno fatto sì che Venere fosse spesso considerato una sorta di fratello della Terra. Ma andiamo con ordine e scopriamo quali altre sorprese questo pianeta ci ha riservato nel corso dei secoli.


Da Kant alle prime misure

 Le osservazioni del pianeta Venere risalgono a ben prima degli antichi greci. L'esistenza del pianeta fu segnalata da Pitagora, ma con ogni probabilità era nota già da molto tempo. Tuttavia, Venere non è certo il pianeta più semplice da osservare. Dato che si trova più vicino al Sole rispetto a noi, ogni volta che compare nel cielo la nostra stella non può essergli troppo lontana. Questa caratteristica valse a Venere l'appellativo di "Stella del Mattino", e permise all'astronomo greco Eraclide di intuire che il pianeta orbitasse attorno al Sole. La sua idea fu però rigettata fino a quando non fu riproposta da Copernico.

 Ciò fu molto importante storicamente. Infatti, essendo illuminato dal Sole, Venere avrebbe dovuto mostrare un aspetto diverso alla Terra durante il suo moto (analogamente a quanto accade per le fasi lunari). Nel 1610 le fasi di Venere furono effettivamente osservate da Galileo Galilei in persona, il ché sancì la fine dei modelli geocentrici - che non erano in grado di spiegare le fasi appena scoperte.
Ma facciamo un salto di 150 anni...

 Di recente abbiamo già scoperto che Immanuel Kant si occupava anche di astronomia. Non poteva mancare quindi una sua opinione sul pianeta Venere. Probabilmente a causa delle non indifferenti somiglianze con la Terra, o forse grazie a un briciolo di antropocentrismo intrinseco dell'Illuminismo, Kant la pensava così:
"Il pianeta Venere è popolato da una razza di creature buone e d'aspetto simile a quello umano."






 L'opinione di Kant fu largamente condivisa nei due secoli successivi, al punto che ai venusiani furono attribuite diverse caratteristiche come i capelli lunghi e le vesti bianche. Quest'idea alimentò la credenza secondo la quale almeno uno dei pianeti del Sistema Solare fosse abitato da creature umanoidi, tradizione che è arrivata fino a noi.

 Queste credenze subirono uno scossone nel 1956, quando un gruppo di scienziati del Laboratorio di Ricerca Navale degli Stati Uniti pubblicarono i risultati delle loro analisi dello spettro di emissione di Venere. Prima di procedere, viene naturale chiedersi:
"Che diavolo c'entra il Laboratorio di Ricerca Navale con l'astronomia?"
Prima di tentare di rispondere potrebbe esservi d'aiuto dare un'occhiata a questo articolo. Il pianeta Venere si comporta grossomodo come un corpo nero, pertanto analizzando la frequenza della luce riflessa da esso possiamo risalire a moltissime caratteristiche: temperatura, composizione chimica,... Ora, per rilevare la luce emessa da Venere con questa precisione era necessaria una strumentazione sofisticata (per quell'epoca). Lo stesso principio però era stato adottato nella Seconda Guerra Mondiale per lo sviluppo del radar, che veniva montato sulle navi e utilizzato per rilevare la presenza di mezzi di trasporto nemici. Non ho trovato alcuna fonte che giustifichi chiaramente il coinvolgimento del Laboratorio di Ricerca Navale nell'astronomia, ma penso che questa possa essere una possibile ragione.


Venere è l'Inferno

  La nuova applicazione delle tecnologie navali permise di ricavare diverse informazioni interessanti. Ad esempio il fatto curioso che su Venere un giorno dura più di un anno! Ma la scoperta più sconvolgente riguardava la temperatura...

 In precedenza ci si aspettava che il pianeta fosse piuttosto freddo rispetto alla Terra. In effetti la sua luminosità poteva essere spiegata supponendo che Venere fosse ricoperto di un'atmosfera così ricca di nubi da riflettere quasi totalmente la luce solare. Dato che i raggi del Sole non avrebbero potuto raggiungere la superficie venusiana, non avrebbe potuto verificarsi l'Effetto Serra. Insomma, non ci si aspettava che la temperatura di Venere fosse troppo elevata.
Si pensava che Venere avesse la temperatura di un forno a legna

 Tuttavia, le osservazioni dello spettro di emissione rivelarono che Venere emette energia come un corpo molto caldo. Per la precisione venne stimata una temperatura variabile tra 330 e 430 gradi celsius! Queste previsioni cozzavano con l'idea della superficie fredda che si era ormai instaurata, al punto che non furono del tutto accettate fino al 1968, quando la sonda sovietica Venera non riuscì ad entrare nell'atmosfera venusiana.


 Si dovettero aspettare i primi anni '70 perché i primi veicoli (sempre sovietici) raggiungessero la superficie del pianeta e trasmettessero i dati raccolti. Era la prima volta che degli oggetti costruiti dall'uomo atterravano su un altro pianeta. Le misure effettuate su Venere diedero il colpo di grazia alla congettura che prevedeva una superficie abitata da umanoidi: venne registrata una temperatura di 482 gradi, persino più alta di quella prevista!

 Tuttavia, a rendere il pianeta inospitale non è solo il caldo, ma soprattutto la pressione. Venne infatti misurata una pressione atmosferica pari a circa 90 volte quella terrestre! L'atmosfera è così concentrata che le prime sonde inviate su Venere venivano schiacciate ancora prima di raggiungere la superficie. Ad ogni modo, anche quando il primo veicolo raggiunse il suolo, riuscì a trasmettere dati solo per una ventina di minuti prima di fondersi. Insomma, il pianeta fratello della Terra si mostrò estremamente ostinato a non farsi da osservare da vicino!

Uno schema dell'atmosfera di Venere
 Ma come spiegare una temperatura così elevata? Paradossalmente, proprio col fenomeno che avevamo già escluso: l'Effetto Serra. In effetti, è certamente vero che le nubi di Venere riflettono quasi totalmente la luce solare, ma bisogna anche tener conto del fatto che l'atmosfera venusiana è 90 volte più densa di quella terrestre! A ciò si aggiunge il fatto che un ipotetico venusiano non respirerebbe ossigeno e azoto come noi, ma inalerebbe per il 96% anidride carbonica, oltre a una percentuale di acido solforico, cloridrico e fluoridrico *(questi ultimi presenti prevalentemente sopra allo strato di nubi, composte principalmente da acqua) . Col tempo vennero anche rilevate anche grandi quantità di cloro e zolfo, e un'intensa attività di fulmini.

 Per farla breve, la composizione e la densità dell'atmosfera permettono a Venere di catturare così bene la pochissima luce solare che filtra attraverso le nubi da renderlo ancora più caldo di Mercurio! Un'altra conseguenza dell'Effetto Serra venusiano è che la temperatura del pianeta è piuttosto uniforme a tutte le latitudini, e indipendente dall'ora del giorno.

 Con una temperatura elevatissima, una pressione insopportabile e un'aleggiante miscela corrosiva, non c'è da sorprendersi che le sonde siano durate così poco! 

La superficie di Venere

  Viene naturale chiedersi cosa ci apparirebbe se atterrassimo sulla superficie di Venere con un dispositivo in grado di tenerci in vita. Purtroppo la luce solare che raggiunge la superficie è davvero esigua, così che il pianeta più caldo del sistema solare è piuttosto buio. In effetti non vedremmo granché...

 Tuttavia, anche disponendo di una torcia, l'atmosfera venusiana è così densa da ostacolare non poco la propagazione della luce. A voler essere più precisi, i fotoni "rimbalzerebbero" sulle molecole di anidride carbonica per Effetto Compton così frequentemente che rimarrebbe ben poca luce per illuminare l'ambiente circostante. 

 Questo però non significa che non possiamo farci un'idea di come sia fatta la superficie di Venere. Effettivamente, i fotoni che compongono la luce visibile "rimbalzano" molto meglio di quelli che costituiscono raggi infrarossi o microonde. Per farla breve, tanto minore è la loro lunghezza d'onda, tanto maggiore è la frequenza con cui rimbalzano **(e quindi sono più difficili da osservare) . Questo ci permette di supporre che la superficie di Venere ci apparirebbe rossastra se disponessimo di una torcia sufficientemente potente per illuminarla. Il rosso infatti è il colore osservabile corrispondente ai fotoni di lunghezza d'onda maggiore.

 Tentativi di mappare la superficie venusiana con maggior precisione furono effettuati mediante le microonde, radiazioni elettromagnetiche di lunghezza d'onda molto maggiore di quella della luce visibile. La sonda Magellano cominciò ad orbitare attorno a Venere nel 1990 proprio con lo scopo di osservare la superficie mediante le microonde riflesse dal pianeta. Il risultato è riportato qui sotto:

La superficie di Venere appare particolarmente piatta, con qualche avvallamento qua e là. L'eccezione principale a questa regolarità è rappresentata dalla Terra di Ishtar, una regione montuosa che ricopre l'equivalente del "polo nord" di Venere. Vi si trovano vette che superano gli 11 kilometri di altitudine rispetto al resto della superficie!
 Tuttavia, non riuscire a sapere come ci apparirebbe la superficie di Venere può essere frustrante. Fortunatamente però, nel 1982 l'ennesima sonda sovietica (la Venera 13) era riuscita a scattare delle fotografie del suolo venusiano. Eccone alcune:
La sonda Venera 13
Conclusioni


 Il pianeta Venere, all'apparenza così simile e vicino alla Terra, si è mostrato incredibilmente difficile da studiare. Le misure, effettuate mediante le tecniche dell'astronomia radar prima e direttamente con sonde poi, hanno permesso di concludere che la superficie di Venere è quanto di più inospitale si possa immaginare. Nonostante tutto però, la stella del mattino non ha perso neanche una briciola del suo fascino.
Grazie per aver letto fin qui,

Giulio





Immagini tratte da:
ilfuturotornato.com
www.blitzquotidiano.it
www.codeproject.com
www.pizzaokitalia.it
http://www.castfvg.it/sistsola/venere/venere.htm
https://it.wikipedia.org/wiki/Esplorazione_di_Venere
http://mentallandscape.com/V_DigitalImages.htm
cosmonaut-wizard.tumblr.com
www.space.com 

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