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Alessandra Miggione
e
Miriana Iacono IE

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Quando osserviamo la Luna di notte o di giorno (quando è possibile), notiamo che è visibile sempre in modi diversi. Questo è causato dalle diverse posizioni del Sole, della Terra e Luna. Quando la Luna si trova tra Terra e Sole (in congiunzione) noi vediamo l'emisfero non illuminato, ma dalle 6 alle 18:00 possiamo vederla (luna nuova o novilunio). Quando si trova in opposizione, cioè è la Terra a stare tra Sole e Luna, la possiamo vedere dalle 18:00 alle 6, quindi solo di notte (luna piena o plenilunio). Tra queste due posizioni della Luna ci sono interposti il primo quarto, successivo al novilunio, e l'ultimo quarto dopo il plenilunio. In queste fasi la luna appare illuminata a metà (ma non la stessa metà. Un completo ciclo delle fasi lunari avviene in un mese lunare, che sarebbe di 29d 12h 44m 3s.

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La Luna è un corpo solido, privo di luce propria con forma a ellisse. Le esplorazione effettuate sulla sua superficie ci hanno mostrato la totale mancanza di atmosfera, perché la sua forza di gravità non le permette di trattenere i gas e quindi neanche l'acqua che evaporerebbe e si disperderebbe nello spazio. Sulla Luna varia molto la durata del dì e della notte e la temperatura. Il dì e la notte durano 14 giorni ciascun,  mentre con la temperatura di giorno si arriva a 117°C e di notte  -170°C. Su di essa non avvengono neanche fenomeni meteorici e quindi l'ambiente viene spesso modificato da impatti con meteoriti.
La Luna compie tre movimenti. Moto di rotazione intorno al proprio asse in senso antiorario, un moto di rivoluzione intorno alla Terra (sempre in senso antiorario) e il moto di traslazione con la terra intorno al Sole. Il moto di rivoluzione ha una caratteristica, quella di avere la stessa durata del giorno lunare ed è per questo che noi, della Luna, vediamo solo una faccia. Dato che la Luna segue la Terra nel percorso che svolge intorno al Sole, non sarebbe corretto parlare di un pianeta e del suo satellite, ma si potrebbe parlare di un sistema planetario doppio o biplanetario, perché la Luna è attratta maggiormente dalla forza attrattiva del Sole che da quella della Terra.

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Molti credono che le stagioni esistano perché nel corso dell'anno cambia la distanza della Terra dal Sole, ma non è così! Quando è estate la Terra è in afelio mentre quando è inverno è il perielio. Però come notiamo quando nell'emisfero boreale è estate nell'altro è inverno, allora ci chiediamo com'è possibile? Questo accade perché l'asse della terra non è perpendicolare al piano dell'ellisse ma rimane inclinato. Con l'alternanza delle stagioni anche il percorso del Sole è diverso perché i raggi arrivano in modo diverso sulla terra. In estate percorre un arco molto ampio (le ore di luce aumentano) quindi i raggi arrivano in modo perpendicolare sul suolo e lo riscaldano di più. Invece in inverno percorre un tratto più breve, il Sole è più basso, quindi i raggi arrivano in modo obliquo e riscaldano di meno. In qualsiasi luogo della Terra si modifica la durata del dì e della notte nel corso dell'anno, per esempio in estate il dì dura di più. Però ai poli il dì e la notte raggiungono la durata astronomica di 6 mesi, mentre all'equatore hanno sempre la stessa durata.

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La Terra svolge un moto di rivoluzione intorno al Sole (che dura 365g) descrivendo un orbita ellittica, in cui il sole occupa uno dei due fuochi. Il punto di massima distanza della Terra dal sole è l'afelio mentre quello di massima vicinanza è il perielio. Come il moto di rotazione, anche quello di rivoluzione porta delle conseguenze e sono: l'alternanza delle stagioni, la diversa durata del dì e della notte nel corso dell'anno e la suddivisione della Terra in zone astronomiche.

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Non ci rendiamo conto del moto di rotazione terrestre perché l'atmosfera ruota insieme al pianeta. Gli antichi osservando a lungo il cielo di notte notavano che alcune stelle si spostavano ,non sapevano se fosse reale o meno ma con delle prove sperimentali oggi ne abbiamo la certezza.
Il moto di rotazione porta delle conseguenze sulla Terra, e la principale è l'alternanza del dì e della notte. Il dì sono le ore di luce mentre la notte sono le ore di buio ma il passaggio tra il dì e la notte non è brusco perché tra di essi c'è un momento di crepuscolo (alba o tramonto). Il moto di rotazione in tutto dura 23h 56m 4s e avviene da Ovest verso Est.

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Per facilitare l'orientamento sulla terra sono stati fissati dei riferimenti, costituiti da punti e linee immaginarie.
Sono: il Polo Nord e Polo Sud, detti anche poli geografici; L'equatore, una circonferenza che divide a metà il pianeta, in due emisferi, quello australe, verso Sud e quello boreale verso Nord; I paralleli sono circonferenze poste parallelamente all'equatore, distano di 1° l'uno dall'altro e in tutto sono 180, 90 a Nord e 90 a Sud; I meridiani, circonferenze poste perpendicolarmente all'equatore e uniscono i due poli. Anch'essi hanno una distanza di 1° l'uno dall'altro, sono 360 e ognuno ha un corrispondente antimeridiano, con il quale forma una circonferenza. Il meridiano fondamentale è il meridiano di Greenwich, che prende il nome da una località di Londra. Tutti questi riferimenti formano il reticolo geografico

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Tutti noi, osservando un panorama da un qualsiasi luogo sopraelevato, abbiamo notato che la terra non ha una forma piatta ma sferica. Questo è stato dimostrato anche con delle prove. Per esempio si è notato che l'ombra proiettata sulla luna è sempre circolare, oppure attraverso le fotografie satellitari notiamo la sfericità della terra. In realtà la terra non è perfettamente sferica ma ha una forma ad ellisse; è schiacciata ai poli e ha un rigonfiamento all'equatore ed è per questo che nei secoli ci sono state difficoltà nel misurare la superficie della terra.

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GIOVE
è il più grande del sistema solare, ha una massa molto elevata ma se fosse stata 10 volte più grande la sua composizione gli avrebbe permesso di diventare una stella. Esso ha 63 satelliti.
SATURNO
è molto lontano dal Sole ed è più piccolo di Giove ma sono simili nella struttura. La sua caratteristica principale sono gli anelli che lo orbitano, costituiti da polveri e frammenti rocciosi di piccole dimensioni ricoperti di ghiaccio.
URANO
Ha un nucleo roccioso e un atmosfera costituita da idrogeno elio e metano ed è proprio per questo che ha un leggero colore azzurro. Ha 27 satelliti e 10 anelli
NETTUNO
Ha dimensioni simili a Urano ed è costituito all'interno da rocce ,acqua e ammoniaca allo stato liquido, e all'esterno da idrogeno elio e metano gassosi. Ha 3-5 anelli e 13 satelliti.

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MERCURIO
è il pianeta più piccolo del sistema solare e anche quello più vicino al Sole ed è per questo che quando è illuminato raggiunge una temperatura di 420°C, invece nelle zone al buio c'è una temperatura di -180°C.
VENERE
è l'oggetto più luminoso nel cielo notturno ed è il pianeta più vicino alla terra. La temperatura superficiale è elevatissima sia di giorno che di notte e il moto di rotazione avviene in senso orario e molto lentamente.
MARTE
Ha un colore rossastro ed è più piccolo della terra. La durata del giorno è identica a quella terrestre e come la terra presenta un'alternanza di stagioni.

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I pianeti sono corpi celesti che non splendono di luce propria, ma illuminati dal Sole. Il moto dei pianeti intorno al Sole è regolato dalle tre leggi di Keplero.
I legge: i pianeti descrivono intorno al Sole orbite a forma di ellisse in cui il Sole occupa uno dei fuochi. Il punto di minima distanza di un pianeta dal Sole è detto perielio, e quello di massima distanza afelio.
II legge: il segmento che unisce il centro del Sole al centro di un pianeta descrive aree uguali in tempi uguali. Il pianeta si muove più velocemente quando percorre il tratto di orbita in prossimità del perielio, mentre si muove più lentamente quando si trova vicino all'afelio a causa della forza di attrazione gravitazionale del Sole.
III legge: il quadrato del tempo impiegato da un pianeta a percorrere la sua orbita intorno al Sole è proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole. Maggiore è la distanza del pianeta dal Sole più tempo esso impiega a percorrere la sua orbita.
Tutti i pianeti svolgono un moto di rivoluzione intorno al sole e di rotazione intorno al proprio asse ma con durata diversa. Le orbite dei pianeti sono disposte tutte quasi sul medesimo piano e i moti di rivoluzione e rotazione si svolgono in senso antiorario tranne per Venere e Urano.

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Il Sole è una stella di medie dimensioni e temperatura, costituita da idrogeno, elio e molti altri elementi chimici esistenti nell'Universo. Esso emette un enorme quantità di energia che,solo in minima parte raggiunge, sotto forma di luce e calore, la Terra.
Il Sole è al centro del sistema solare e tutti i pianeti girano intorno ad esso.

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Il sistema solare ebbe origine 5 miliardi di anni fa grazie a una nebulosa fredda in rotazione costituita da idrogeno, elio e polveri cosmiche che ha cominciato a contrarsi creando il Sole. Nel frattempo si crearono anche centri di aggregazione di materia in due diverse zone. In quelle più vicine al Sole si condensarono gli elementi più pesanti, mentre in quelle più lontane si condensarono acqua e ammoniaca. Ebbe così inizio la formazione dei pianeti rocciosi e gassosi.
Il sistema solare è un insieme di corpi celesti che subiscono attrazioni gravitazionali. Comprende una stella di medie dimensioni (il Sole) e otto pianeti: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Infine c'è Plutone (ora considerato pianeta nano).

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Come sappiamo le stelle sono raggruppate in galassie, e la galassia che contiene il nostro sistema solare è la  ViaLattea. Essa ha una forma di disco appiattito con una zona centrale,il nucleo galattico, da cui escono dei bracci a spirale e in uno di questi, a 30 000 a.l. dal centro, è situato il nostro sistema solare.

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Come sappiamo le stelle nascono tutte nello stesso modo, ma hanno una fine diversa.
Le stelle di massa inferiore a quella del sole una volta che è esaurito l'idrogeno si contrae e diventa una nana bianca e dopo alcuni milioni di anni si spegne del tutto diventando una nana nera. Le stelle di massa uguale o poco superiore a quella del sole si contraggono emanando molta energia che porta all'innesco di nuove fusioni nucleari, dopo un po' si trasforma in una gigante rossa ed esaurisce il suo combustibile poi si contrae e diventa una nana bianca al centro di una nebulosa. Le stelle di massa maggiore a quella del sole diventano delle supergiganti rosse e quando tutte le reazioni possibili sono terminate, la stella si contrae e la sua temperatura aumenterà velocemente provocando un esplosione. Se la stella era molto massiccia diventa un buco nero, che risucchia ogni tipo di oggetto, anche la luce.

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Agli inizi del '900 gli astronomi Hertzsprung e Russell elaborarono un grafico, nel quale collocarono le stelle in base alla loro luminosità ricavata ad una certa distanza (32,6 a.l.) e alla loro temperatura superficiale. In questo grafico il 90% delle stelle vengono disposte lungo una fascia diagonale, la sequenza principale, e il restante 10% al di fuori di essa. Nella sequenza principale le stelle con maggior temperatura e luminosità sono collocate in alto a sinistra (le stelle azzurre) e quelle in basso a destra (le nane rosse) sono molto ridotte. Oltre a queste ci sono le giganti o supergiganti rosse, con molta luminosità ma a temperatura bassa, e le nane bianche, molto calde ma poco luminose.

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Le stelle non sono tutte uguali, presentano caratteristiche diverse, però si formano nello stesso modo.
Si originano da enormi nubi di gas e polveri, le nebulose,che contraendosi sotto l'effetto della forza di attrazione gravitazionale, fanno aumentare la loro densità e temperatura. Così si forma una protostella che emette poco calore e una leggera luce rossa. Se la massa della protostella è elevata, durante la contrazione la temperatura cresce e arriva a 10 milioni di °C, questo permette di far avvenire le reazioni nucleari e così nasce una qualsiasi stella.
Col tempo le stelle non rimangono immutabili, ma si evolvono e scompaiono, e le stelle possono evolversi in modo diverso acquisendo differenti caratteristiche. La luminosità è una caratteristica particolarmente variabile tra le stelle e la "quantità di luce" che giunge sino a noi dipende anche dalla distanza dalla Terra, per questo la luminosità misurata dalla terra è una luminosità apparente. Per esempio il Sole sembra molto luminoso perché ci è molto vicino, ma in realtà non brilla molto. Invece la luminosità assoluta di una stella dipende solo dalle sue dimensioni e dalla sua temperatura: più è grande e calda, più è luminosa.
Un'altra caratteristica delle stelle è il colore, possono essere azzurre, bianche, gialle o rosse e ciò dipende dalla loro temperatura. Quelle rosse sono le più fredde (3 500-2 200 °C) e quelle azzurre le più calde (25 000 °C)
Per distinguere le stelle è molto importante anche la dimensione. Esistono stelle 100 volte più piccole del Sole (stelle nane) e stelle con raggio 1 000-2 000 volte più grande di quello del Sole (stelle giganti e super giganti). Infine anche la massa ( quantità di materia) è molto importante perché determina l'evoluzione  di una stella e dato che l'intervallo di variabilità della massa in una stella è meno ampio di quello delle loro dimensioni ne consegue anche la loro densità: le più dense sono le stelle nane e le meno dense sono le giganti e supergiganti.

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Da sempre l'uomo si chiede com'è fatto lo spazio intorno ad esso, e per darsi delle risposte osservava a lungo il cielo. Noi abbiamo l'impressione di essere al centro di un enorme sfera celeste nella quale sono incastonati moltissimi punti luminosi, ma in realtà tutto ciò è un' illusione ottica: i puntini non sono realmente incastonati nella sfera celeste che vediamo, ma sono liberi nello spazio. Nel cielo di notte brillano le stelle che sono raggruppate in galassie, e i pianeti, che in realtà sono opachi e brillano grazie alla luce del Sole. Ad oggi conosciamo varie informazioni sullo spazio e su com'è composto grazie all'astronomia: una scienza antica che studia le caratteristiche dei corpi celesti (o astri) e i loro movimenti. Gli astronomi nell'antichità guardavano il cielo ad occhio nudo, ma da quando hanno inventato il cannocchiale hanno svolto ricerche più approfondite. Poi con l'evolversi delle varie tecnologie hanno ideato telescopi più evoluti per osservare i corpi celesti presenti nello spazio anche a distanze molto elevate.

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Le stelle sono corpi celesti che brillano di luce propria. Al loro interno avvengono delle reazioni nucleari che producono energia luminosa e termica. Si tratta di processi di fusione nucleare, che avvengono nel nucleo,dove nuclei atomici di idrogeno si uniscono e si trasformano in nuclei atomici di elio, ma la massa dell'elio è minore di quella di 4 nuclei di idrogeno e quindi significa che una parte di massa si è trasformata in energia. L'energia poi si propaga dal nucleo della stella in superficie e questo porterebbe la stella a espandersi fino ad esplodere, ma non accade grazie alla forza di gravità che esercita una certa pressione su di essa e ciò significa che la stella è stabile, ma non lo sarà per sempre.
Esistono due tipi di stelle: le stelle circumpolari, le più vicine alla stella polare che ruotano intorno ad essa in senso antiorario e che sono visibili tutta la notte, e le stelle occidue, le più lontane dalla stella polare che sorgono a Est e tramontano a Ovest.