Lune galileiane

Le quattro lune galileiane di Giove, in un’immagine composita confrontando le loro dimensioni e le dimensioni di Giove (Grande macchia rossa visibile). Dall’alto, sono Io, Europa, Ganimede, Callisto.

Le lune galileiane sono le quattro lune di Giove scoperte da Galileo Galilei. Sono la più grande delle molte lune di Giove e sono stati chiamati Io, Europa, Ganimede, e Callisto. Ganimede, Europa e Io partecipano a una risonanza orbitale 1: 2: 4. Sono tra gli oggetti più massicci del Sistema solare al di fuori del Sole e degli otto pianeti, con raggi più grandi di quelli dei pianeti nani.

Le quattro lune furono scoperte tra il 1609 e il 1610, quando Galileo apportò miglioramenti al suo telescopio, permettendogli di osservare i corpi celesti in modo più distinto di quanto non fosse mai stato possibile prima. La scoperta di Galileo ha mostrato l’importanza del telescopio come strumento per gli astronomi dimostrando che c’erano oggetti nello spazio che non possono essere visti ad occhio nudo. Ancora più importante, la scoperta di corpi celesti in orbita attorno a qualcosa di diverso dalla Terra ha inflitto un duro colpo al modello geocentrico allora accettato (o sistema mondiale tolemaico), secondo il quale si pensava che ogni corpo celeste orbitasse attorno alla Terra.

Galileo inizialmente chiamò la sua scoperta la Cosmica Sidera (“stelle di Cosimo”), ma i nomi che alla fine prevalsero furono scelti da Simon Marius. Marius ha affermato di aver scoperto le lune contemporaneamente a Galileo, e ha dato loro i loro nomi attuali nel suo Mundus Jovialis, pubblicato nel 1614.

Punti salienti storici

Scoperta

Galileo Galilei, scopritore delle quattro lune galileiane.

Grazie ai miglioramenti apportati da Galileo Galilei al telescopio, con una capacità di ingrandimento di 30×, fu in grado di vedere i corpi celesti più distintamente di quanto fosse mai stato possibile prima. Questo permise a Galilei di scoprire, tra il dicembre 1609 e il gennaio 1610, quelle che divennero note come lune galileiane. Tuttavia, uno storico cinese dell’astronomia, Xi Zezong, affermò che l’astronomo cinese Gan De osservò una delle lune di Giove nel 362 a.E. V., quasi 2 millenni prima di Galileo.

Il 7 gennaio 1610, Galileo scrisse una lettera contenente la prima menzione delle lune di Giove. A quel tempo, ne vide solo tre e credeva che fossero stelle fisse vicino a Giove. Continuò ad osservare queste sfere celesti dall ‘ 8 gennaio al 2 marzo 1610. In queste osservazioni, scoprì un quarto corpo e osservò anche che le quattro non erano stelle fisse, ma piuttosto orbitavano attorno a Giove.

La scoperta di Galileo dimostrò l’importanza del telescopio come strumento per gli astronomi mostrando che nello spazio c’erano oggetti da scoprire che fino ad allora erano rimasti invisibili ad occhio nudo. Ancora più importante, la scoperta incontrovertibile di corpi celesti in orbita attorno a qualcosa di diverso dalla Terra inflisse un duro colpo al sistema mondiale tolemaico allora accettato, che sosteneva che la Terra era al centro dell’universo e tutti gli altri corpi celesti ruotavano attorno ad esso. Che Giove ha quattro lune mentre la Terra ha solo un ulteriore sottosquadro la credenza quasi universale che la Terra era il centro dell’universo sia in posizione che in importanza. Il Sidereus Nuncius (Messaggero stellato) di Galileo, che annunciava osservazioni celesti attraverso il suo telescopio, non menziona esplicitamente l’eliocentrismo copernicano, una teoria che poneva il Sole al centro dell’universo. Tuttavia, Galileo credeva nella teoria copernicana. Come risultato di queste scoperte, Galileo fu in grado di sviluppare un metodo per determinare la longitudine in base alla tempistica delle orbite delle lune galileiane.

Dedica ai Medici

Caratteristiche di superficie dei quattro membri.

Nel 1605, Galileo era stato impiegato come precettore di matematica per Cosimo II de’ Medici (1590-1621). Nel 1609, Cosimo divenne Granduca Cosimo II di Toscana. Galileo, in cerca di patrocinio dal suo ormai ricco ex studente e la sua potente famiglia, ha usato la scoperta delle lune di Giove per ottenerlo. Il 13 febbraio 1610, Galileo scrisse al segretario del Granduca:

Dio abbellito con me di essere in grado, attraverso un singolare segno, per rivelare al mio Signore, la mia devozione e il desiderio che ho che il suo nome glorioso vivere come la parità tra le stelle, e dal momento che è per me, il primo scopritore, a nome di questi nuovi pianeti, desidero, a imitazione dei grandi saggi che hanno posto il più eccellente eroi dell’epoca, tra le stelle, a scrivere queste con il nome della serenissima Gran Duca.

Galileo chiese se doveva nominare le lune Cosmica Sidera (“le stelle di Cosimo”) dopo Cosimo da solo, o Medicea Sidera (“le Stelle Medicee”), che avrebbe onorato tutti e quattro i fratelli (Cosimo, Francesco, Carlo e Lorenzo) nel clan dei Medici. Il segretario rispose che quest’ultimo nome sarebbe stato il migliore.

Il 12 marzo 1610, Galileo scrisse la sua lettera dedicatoria al duca di Toscana, e gli inviò una copia il giorno dopo, sperando di ottenere il suo sostegno il più rapidamente possibile. Il 19 marzo inviò al Granduca il telescopio che aveva usato per vedere le lune di Giove, insieme a una copia ufficiale di Sidereus Nuncius (Il Messaggero stellato) che, seguendo il consiglio del segretario, chiamò le quattro lune Medicea Sidera. Nella sua introduzione dedicatoria, Galileo scrisse:

le grazie immortali della tua anima hanno cominciato a risplendere sulla terra che stelle luminose si offrono nei cieli che, come lingue, parleranno e celebreranno le tue più eccellenti virtù per tutti i tempi. Ecco, dunque, quattro stelle riservate al tuo illustre nome make che make fanno i loro viaggi e orbite con una velocità meravigliosa intorno alla stella di Giove like come figli della stessa famiglia appears In effetti, sembra che il Creatore delle Stelle stesso, con chiare argomentazioni, mi abbia ammonito a chiamare questi nuovi pianeti con il nome illustre di Tua Altezza prima di tutti gli altri.

Denominazione delle lune

Galileo ricevette diversi suggerimenti per i nomi delle lune. Essi includevano:

• Principharus, Victipharus, Cosmipharus, e Ferdinandipharus, per ciascuno dei quattro fratelli Medici—Giovanni Batista Hodierna, discepolo di Galileo e autore del primo effemeridi (Medicaeorum Effemeridi, 1656);
• Circulatores Jovis, o Jovis Comitati—da Johannes Hevelius;
• Gardes, o Satelliti (dal latino satelles, satellitis significato di “escort”)—da Jacques Ozanam.

I nomi che alla fine prevalsero furono scelti da Simon Marius, che affermò di aver scoperto le lune contemporaneamente a Galileo. Li chiamò dopo gli amanti del dio Zeus( l’equivalente greco di Giove): Io, Europa, Ganimede e Callisto, nel suo Mundus Jovialis, pubblicato nel 1614.

Galileo rifiutò fermamente di usare i nomi di Marius e inventò di conseguenza lo schema di numerazione che è ancora usato al giorno d’oggi, in parallelo con i nomi propri della luna. I numeri vanno da Giove verso l’esterno: I, II, III e IV corrispondenti rispettivamente a Io, Europa, Ganimede e Callisto. Sebbene Galileo usasse questo sistema nei suoi quaderni, non lo pubblicò mai. I nomi numerati (Giove x) furono usati fino alla metà del XX secolo, quando furono scoperte altre lune interne e i nomi di Marius divennero ampiamente usati.

Alcuni dettagli sulle lune galileiane

Le lune galileiane sono, in ordine crescente di distanza da Giove:

Nome	Immagine	Diametro (km)	Massa (kg)	Densità (g/cm3)	Semi-asse maggiore (km)	periodo Orbitale(d) (relativa)	Inclinazione (°)	Eccentricità
Io (Giove mi)		3660.0×3637.4×3630.6	8.93×1022	3.528	421,800	1.769 (1)	0.050	0.0041
Europa (Giove II)		3121.6	4.8×1022	3.014	671,100	3.551 (2)	0.471	0.0094
Ganimede (Giove III)		5262.4	1.48×1023	1.942	1,070,400	7.155 (4)	0.204	0.0011
Callisto (Giove IV)		4820.6	1.08×1023	1.834	1,882,700	16.69 (9.4)	0.205	0.0074

Io

I tre interni di Galileo lune che ruotano in un 4:2:1 di risonanza.

Io è la più interna delle quattro lune galileiane di Giove e, con un diametro di 3.642 chilometri, la quarta luna più grande del Sistema Solare. Prende il nome da Io, una sacerdotessa di Era che divenne una delle amanti di Zeus. Tuttavia, è stato semplicemente indicato come” Giove I”, o” Il primo satellite di Giove”, fino alla metà del XX secolo.

Con oltre 400 vulcani attivi, Io è l’oggetto geologicamente più attivo del Sistema Solare. La sua superficie è punteggiata da più di 100 montagne alcune delle quali sono più alte del Monte Everest della Terra. A differenza della maggior parte dei satelliti del sistema solare esterno (che hanno uno spesso rivestimento di ghiaccio), Io è composto principalmente da roccia di silicato che circonda un nucleo di ferro o solfuro di ferro fuso.

Sebbene non provato, dati recenti dall’orbiter Galileo indicano che Io potrebbe avere un proprio campo magnetico. Io ha un’atmosfera estremamente sottile composta principalmente da anidride solforosa (SO2). Se una nave di raccolta o di dati di superficie dovesse atterrare su Io in futuro, dovrebbe essere estremamente dura (simile ai corpi corazzati dei lander Venera sovietici) per sopravvivere alle radiazioni e ai campi magnetici che provengono da Giove.

Europa

Le masse relative delle lune galileiane. Io e Callisto insieme sono il 50%, così come Europa e Ganimede. I Galilei dominano così il sistema che tutte le altre lune gioviane messe insieme non sono visibili a questa scala.

Europa, la seconda delle quattro lune galileiane, è la seconda più vicina a Giove e la più piccola con 3121,6 chilometri di diametro, che è leggermente più piccola della Luna terrestre. Il nome, Europa era dopo una mitica nobildonna fenicia, Europa, che fu corteggiata da Zeus e divenne la regina di Creta, ma non divenne ampiamente usato fino alla metà del XX secolo.

È uno degli oggetti più lisci del sistema solare, con uno strato d’acqua che circonda il mantello del pianeta, che si pensa sia spesso 100 chilometri. La superficie liscia include uno strato di ghiaccio, mentre il fondo del ghiaccio è teorizzato come acqua liquida. L’apparente giovinezza e la levigatezza della superficie hanno portato all’ipotesi che un oceano d’acqua esista al di sotto di esso, che potrebbe in teoria servire come dimora per la vita extraterrestre. L’energia termica derivante dalla flessione delle maree assicura che l’oceano rimanga liquido e guidi l’attività geologica. La vita può esistere nell’oceano sotto-ghiaccio di Europa, forse sussistendo in un ambiente simile alle bocche idrotermali dell’oceano profondo della Terra o al lago antartico Vostok. La vita in un tale oceano potrebbe essere simile alla vita microbica sulla Terra nell’oceano profondo. Finora, non ci sono prove che la vita esista su Europa, ma la probabile presenza di acqua liquida ha stimolato le chiamate per inviare una sonda lì.

I segni prominenti che attraversano la luna sembrano essere principalmente caratteristiche di albedo, che enfatizzano la topografia bassa. Ci sono pochi crateri su Europa perché la sua superficie è tettonicamente attiva e giovane. Alcune teorie suggeriscono che la gravità di Giove stia causando questi segni, poiché un lato di Europa è costantemente rivolto verso Giove. Inoltre, le eruzioni vulcaniche dell’acqua che dividono la superficie di Europa e persino i geyser sono stati considerati una causa. Il colore dei segni, bruno-rossastro, è teorizzato per essere causato dallo zolfo, ma gli scienziati non possono confermarlo, perché nessun dispositivo di raccolta dati è stato inviato a Europa. Europa è principalmente fatta di roccia di silicato e probabilmente ha un nucleo di ferro. Ha un’atmosfera tenue composta principalmente da ossigeno.

Ganimede

Ganimede, il terzo Galileo è chiamato il mitologico Ganimede, coppiere degli dei greci e amato da Zeus. Ganimede è il più grande satellite naturale del sistema solare a 5262,4 chilometri di diametro, che lo rende più grande del pianeta Mercurio – anche se solo a circa la metà della sua massa. È l’unico satellite del Sistema solare noto per possedere una magnetosfera, probabilmente creata attraverso la convezione all’interno del nucleo di ferro liquido.

Ganimede è composto principalmente da roccia silicata e ghiaccio d’acqua, e si ritiene che un oceano di acqua salata esista quasi 200 km sotto la superficie di Ganimede, inserita tra strati di ghiaccio. Il nucleo metallico di Ganimede suggerisce un calore maggiore in qualche momento del suo passato di quanto fosse stato precedentemente proposto. La superficie è un mix di due tipi di terreno—regioni scure altamente craterizzate e regioni più giovani, ma ancora antiche, con una vasta gamma di solchi e creste. Ganimede ha un alto numero di crateri, ma molti sono spariti o appena visibili a causa della sua crosta ghiacciata che si forma su di loro. Il satellite ha una sottile atmosfera di ossigeno che include O, O2 e possibilmente O3 (ozono) e un po ‘ di idrogeno atomico.

Callisto

Callisto è la quarta e ultima luna galileiana, ed è la seconda più grande delle quattro, e con 4820,6 chilometri di diametro, è la terza luna più grande del Sistema Solare. Non fa parte della risonanza orbitale che colpisce tre satelliti galileiani interni e quindi non sperimenta un apprezzabile riscaldamento delle maree. Callisto è composto da quantità approssimativamente uguali di roccia e ghiacci, il che lo rende il meno denso delle lune galileiane. È uno dei satelliti più craterizzati del sistema solare, e una caratteristica importante è un bacino largo circa 3000 km chiamato Valhalla.

Callisto è circondato da un’atmosfera estremamente sottile composta da anidride carbonica e probabilmente ossigeno molecolare. Le indagini hanno rivelato che Callisto potrebbe avere forse un oceano sotterraneo di acqua liquida a profondità superiori a 100 chilometri. La probabile presenza di un oceano all’interno di Callisto indica che può o potrebbe ospitare la vita. Tuttavia, questo è meno probabile che sulla vicina Europa. Callisto è stato a lungo considerato il luogo più adatto per una base umana per la futura esplorazione del sistema di Giove.

Visibilità

Le lune galileiane viste con un telescopio amatoriale.

Tutte e quattro le lune galileiane sono abbastanza luminose da poter, se fossero più lontane da Giove, essere avvistate dalla Terra senza un telescopio. Hanno magnitudini apparenti tra 4,6 e 5,6 quando Giove è in opposizione con il Sole, e sono circa un’unità di magnitudine dimmer quando Giove è in congiunzione. La principale difficoltà nell’osservare le lune dalla Terra è la loro vicinanza a Giove poiché sono oscurate dalla sua luminosità. Le separazioni angolari massime delle lune sono comprese tra 2 e 10 minuti di arco da Giove, vicino al limite dell’acuità visiva umana. Ganimede e Callisto, alla loro massima separazione, sono i bersagli più probabili per la potenziale osservazione ad occhio nudo. Il modo più semplice per osservarli è coprire Giove con un oggetto, ad esempio un arto o una linea elettrica perpendicolare al piano delle orbite delle lune.

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Vedere anche oggetti astronomici, il Sistema Solare con un elenco di oggetti, ordinati dal raggio o di massa, e il Sistema Solare Portale

Vedi anche

• Copernico
• Galileo Galilei
• Giove
• satellite
• Tolomeo
• Sistema Solare
• Telescopio

Note

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• Galilei, Galileo, Albert Van Helden (trans.). 1989. Sidereus Nuncius. Chicago, IL: Università di Chicago Press. ISBN 9780226279039.
• Leutwyler, Kristin e John R. Casani. 2003. Le lune di Giove. New York, NY: W. W. Norton. ISBN 0393050602.
• Schenk, P. M., C. R. Chapman, K. Zahnle e J. M. Moore. “Capitolo 18: Ages and Interiors: the Cratering Record of the Galilean Satellites.”In Bagenal, Fran, Timothy E. Dowling, William B. McKinnon (eds.), 2004. Giove: Il pianeta, i satelliti e la magnetosfera. New York, NY: Cambridge University Press. ISBN 9780521818087.

Tutti i link recuperati 18 maggio 2017.

• Animazione dell’osservazione di Galileo, marzo 1613.