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Archivio Febbraio 2011

Le eclissi

eclissi SoleA Torino il 4 gennaio scorso non è stato possibile osservare l’eclissi di Sole. Il cielo è stato coperto da nuvole per l’intera giornata. Possiamo però osservare i video ripresi in altre parti d’Italia o d’Europa e messi in rete. Ad esempio quello ripreso dall’Osservatorio Astronomico di Napoli (durata 1’34”) da Enrico Cascone.

Ma cosa significa eclissi e quando avviene un’eclissi? Eclissi significa temporanea invisibilità di un astro per l’interposizione di un altro astro e deriva dal greco ecleìpein “abbandonare” e poi dal latino eclipsis. L’eclissi avviene quando Sole, Terra e Luna si trovano allineati e uno dei corpi celesti che si può trovare in mezzo (Terra o Luna che distano l’una dall’altra circa 384.000 km, certamente non il Sole che dista dalla Terra circa 150 milioni di km) intercetta i raggi solari.

Se è la Terra a interporsi tra il Sole e la Luna, l’ombra della Terra viene proiettata sul “disco” lunare e si ha l’eclissi di Luna. Questo accade quando siamo nella fase di Luna piena perché il nostro satellite è in posizione opposta rispetto al Sole. Naturalmente non basta che ci sia Luna piena per avere l’eclissi di Luna, altrimenti ne avremmo una ogni mese, ogni plenilunio (se l’orbita della Terra intorno al Sole e quella della Luna intorno alla Terra fossero complanari, ogni mese avremmo anche un’eclissi di Sole). Invece l’eclissi lunare è un fenomeno che avviene approssimativamente ogni sei mesi perché la Luna, normalmente si sposta sopra e sotto il cono d’ombra proiettato dalla Terra. Infatti l’orbita lunare è inclinata di circa 5° rispetto all’orbita di rivoluzione (eclittica) del nostro pianeta intorno al Sole. Per avere le eclissi è necessario che i tre astri siano allineati lungo la “linea dei nodi” cioè i punti di intersezione delle due orbite. I nodi però si trovano in due parti opposte dell’orbita, per questo le eclissi capitano ogni sei mesi circa. Consideriamo anche che i nodi non sono punti fissi ma percorrono l’intera eclittica in 18 anni circa, perciò gli intervalli tra un’eclissi e l’altra non sono gli stessi. Le eclissi lunari possono essere parziali (solo una parte della Luna viene oscurata) oppure totali e, a differenza di quelle solari, sono visibili da regioni geografiche terrestri molto più estese.

L’eclissi solare invece si ha quando è la Luna a interporsi tra il Sole e la Terra e ciò può avvenire solo quando siamo nella fase di Luna nuova. In questo caso il disco lunare copre il Sole che ci appare occultato. La grandezza apparente dei due astri visti dalla Terra può essere simile e il Sole può essere coperto tutto (eclissi totale, dura solo pochi minuti ed è osservabile solo da una piccola regione della Terra) o in parte (eclissi parziale). Con i moderni strumenti di osservazione astronomica, anche esterni all’atmosfera del nostro pianeta, il fenomeno delle eclissi, per gli studiosi, non ha più la stessa importanza che ha avuto nei secoli scorsi. Le eclissi solari totali sono considerate ancora interessanti, sia perché consentono altre osservazioni come la corona solare che si estende per milioni di km nello spazio interplanetario o le eruzioni di plasma, le protuberanze; sia perché, per una determinata località terrestre, avvengono in media ogni duecento anni. Ma oggi, al contrario del passato, ci si sposta da un continente all’altro con molta più facilità. 

Nell’eclissi parziale la Luna oscura il Sole solo in parte. Nell’eclissi anulare, la Luna si trova nella sua orbita ellittica vicino al punto più lontano dalla Terra, perciò il suo disco ci appare più piccolo di circa 1/10 rispetto alla dimensione massima.  In questa situazione il disco lunare è più piccolo di quello solare e resta visibile un anello di luce solare che circonda il resto del Sole occultato.

Dal punto di vista storico, le prime testimonianze sulle eclissi di Sole sono un documento cinese del 2.136 a.C. e uno babilonese del 763 a.C. che descrive dettagliatamente il fenomeno. Le eclissi si possono prevedere perché si ripetono secondo cicli ben determinati. Il primo a predisporre un catalogo completo delle eclissi, avvenute dal 1207 a.C. e previste fino al 2162 d.C., fu l’astronomo ceko Teodoro Ritter in una pubblicazione del 1887.

Le prossime eclissi solari visibili dall’Europa sono previste per le seguenti date: 20-03-2015 (eclissi totale), 12-06-2026 (eclissi totale), 02-08-2027 (eclissi totale), 01-06-2030 (eclissi anulare), 21-06-2039 (eclissi anulare), 11-06-2048 (eclissi anulare).

Gli organuli che forniscono energia alla cellula

13 Febbraio 2011 1 commento

mitocondrio1Tutti i sistemi, naturali o artificiali, sono caratterizzati da una componente energetica. Consideriamo gli aspetti energetici che riguardano le unità funzionali e strutturali delle forme di vita più evolute: le cellule eucariote.

Gli organuli e le altre strutture cellulari, in base alla funzione che svolgono, possono essere classificati in quattro principali categorie: quelli che sintetizzano e assemblano molecole, quelli che svolgono un ruolo di sostegno meccanico, movimento e comunicazione tra le cellule, quelli che si occupano della demolizione e riciclaggio di materiali e quelli che forniscono energia alla cellula.

Per poter affrontare proficuamente le due unità didattiche successive, rispettivamente sulla respirazione cellulare e sulla fotosintesi clorofilliana, è necessario conoscere almeno a grandi linee gli organuli che forniscono energia alle cellule: i mitocondri (presenti in tutte le cellule) e i cloroplasti (presenti solo nelle cellule vegetali e in alcuni protisti). L’energia è indispensabile alla cellula per poter svolgere tutte le proprie attività. Questi due tipi di organuli possiedono ciascuno uno specifico DNA.

I mitocondri sono responsabili della respirazione cellulare che trasforma l’energia chimica contenuta negli alimenti digeriti in energia chimica immagazzinata nelle molecole di ATP (adenosintrifosfato). I mitocondri sono formati da due membrane, ciascuna composta da un doppio strato fosfolipidico, che delimitano due compartimenti interni: lo spazio intermembrana e la matrice mitocondriale che contiene sia DNA mitocondriale, sia ribosomi ed enzimi. La membrana interna è caratterizzata da numerose creste (una sorta di ripiegamenti) contenenti proteine responsabili della sintesi delle molecole di ATP. Le creste aumentano enormemente la superficie di membrana e ne potenziano la capacità di sintesi. In pratica svolgono un ruolo analogo a quello degli alveoli che aumentano la superficie di scambio nei polmoni e a quello di villi e microvilli intestinali che aumentano la superficie di assorbimento nell’intestino.

Nei mitocondri, si verificano una serie di reazioni chimiche che dovremo approfondire e che per ora possiamo sintetizzare nella seguente equazione:

C6H12O6 +6O2   –> 6CO2 + 6H2O + Energia (ATP)

I cloroplasti, invece, nelle cellule vegetali e in alcuni protisti, sono organuli che svolgono la fotosintesi clorofilliana, un processo che converte l’energia della luce solare in energia chimica delle molecole di zuccheri. Anche il cloroplasto è costituito da due membrane, una interna e l’altra esterna e tra le due è presenta uno spazio intermembrana. Oltre la membrana interna esiste un compartimento costituito da un liquido denso: lo stroma, dove si trova il DNA del cloroplasto, numerosi tipi di enzimi e ribosomi. Nello stroma sono presenti un insieme di cisterne discoidali e appiattite, collegate tra di loro da vari tubuli, dette tilacoidi. Questi sono sovrapposti l’uno sull’altro a formare una sorta di “pile” ciascuna delle quali è detta grano. I grani contengono nelle membrane molecole di clorofilla grazie alle quali possono catturare la luce solare che consente la fotosintesi clorofilliana. Per un approfondimento sulla clorofilla e altri pigmenti delle foglie, rivedi il post sui colori delle foglie o controlla il tuo libro di testo, oppure cerca in rete.

Anche nei cloroplasti si verificano un insieme di reazioni chimiche, non ancora tutte ben chiarite dalla scienza, in seguito da analizzare nel dettaglio nel nostro corso di biologia e riassunte nell’equazione inversa della respirazione cellulare:

6CO2 + 6H2O –>(luce)–> C6H12O6 +6O2 

Questo processo è la fonte principale dei materiali organici presenti sul nostro pianeta e permette la suddivisione dei viventi in autotrofi (capaci di elaborare i composti organici necessari alla propria nutrizione, a partire da sostanze inorganiche) ed eterotrofi (per la propria nutrizione utilizzano sostanze organiche prodotte da altri viventi).

L’immagine è tratta da: http://89.97.218.226/web1/metabolismo/energia/metabolismo_8.htm

Video – slides di 2’26”  sul mitocondrio

http://www.youtube.com/watch?v=Up59Mq5PLQ8

Intervista all’astronauta Paolo Nespoli sulla Stazione Spaziale Internazionale

1 Febbraio 2011 3 commenti

ISSLa Stazione Spaziale Internazionale viaggia a circa 7,7 km al secondo (27.000 km/h) ad un’altezza di circa 380 km (può variare di qualche decina di km a seconda delle condizioni) rispetto alla superficie terrestre. Si tratta della terza conferenza-intervista, è del 26/01/2011, da quando è arrivato sulla Stazione. Il collegamento è caratterizzato da un piccolo ritardo tra domande e risposte perché il segnale che collega il centro di controllo della Terra con la IIS passa attraverso 3 o 4 satelliti geostazionari prima di arrivare a destinazione.

La ISS è un avamposto umano nello spazio dove si alternano astronauti di diversi Paesi. Nella composizione attuale (sette moduli pressurizzati, due moduli russi Zarja e Zvezda, tre moduli USA Destiny, Unity Module e Harmony, il modulo europeo Columbus e la sezione giapponese Jem.), può ospitare fino a sei persone contemporaneamente. La durata di un’orbita intorno al nostro pianeta è di circa un’ora e mezza. L’energia necessaria per la vivibilità degli ambienti e il funzionamento delle attrezzature, dei laboratori e dei sistemi di controllo proviene dal Sole. I pannelli della Stazione convertono energia solare in energia elettrica.

Uno degli obiettivi fondamentali della ISS è quello di realizzare esperimenti in condizioni (situazione di microgravità) difficilmente riproducibili sulla Terra. I settori interessati a queste ricerche sono molti: medicina, biologia, fisica, scienza dei materiali, astronomia, meteorologia, ecc.

Siamo solo a 400 km dalla Terra e per l’uomo è un impegno molto gravoso. Impegno fisico che pochi possono permettersi, impegno economico e tecnologico. Questo ci fa capire quanto sia difficile andare su qualche altro pianeta. Il primo comunque, non si sa quando, sarà sicuramente il più vicino e abbordabile: Marte. Andare oltre invece, allo stato attuale delle tecnologie, non sarà possibile se non tra molte generazioni.

Intanto a marzo 2011 verrà lanciato il satellite Edusat, finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e con contributi scientifici e di idee dell’università “La Sapienza” di Roma e sei Istituti superiori. Continua così la tradizione spaziale italiana iniziata negli anni ’60 del secolo scorso con il Progetto “San Marco”, ideato e fortemente voluto e diretto dal prof. Luigi Broglio (1911-2001). Il “San Marco 1” venne lanciato nel 1964 da una base statunitense con un vettore americano e fece dell’Italia il terzo Paese al mondo a lanciare un satellite, dopo URSS e USA.  Per il video-intervista:

http://www.youtube.com/watch?v=AnmICg4dQyc&feature=player_embedded

Vuoi sapere dove si trova attualmente la ISS o altri satelliti? Sapere con esattezza le tue coordinate (latitudine, longitudine) geografiche, indirizzo IP del tuo collegamento alla Rete?  Vai su:  http://www.n2yo.com