Pianeti del sistema solare, caratteristiche, origine, evoluzione

Lui Sistema solare È un insieme di pianeti e oggetti astronomici collegati dall'attrazione gravitazionale prodotta dalla singola stella centrale: il sole. All'interno di questo sistema planetario ci sono una moltitudine di corpi più piccoli come lune, pianeti nani, asteroidi, meteoroidi, centauri, comete o polvere cosmica.

Il sistema solare ha 4568 milioni di anni e si trova sulla Via Lattea. Se inizi a contare dall'orbita di Plutone, si stima che misura 5.913.520.000 km, l'equivalente di 39,5 UA.

Figura 1. I membri del sistema solare. Fonte: Wikimedia Commons.

Il sistema planetario più vicino noto è Alfa Centauri, situato a circa 4,37 anni luce (41,3 miliardi di chilometri) del nostro sole. A sua volta, la stella più vicina sarebbe vicino a Centauri (probabilmente dal sistema ALFA Centauri), situata a circa 4,22 anni luce.

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Sole

Il sole è l'oggetto più massiccio e grande dell'intero sistema solare, con non meno di 2 x 10 ³⁰ kg e un diametro di 1.4 x 10 ⁶ km. Un milione di terre si adattano all'interno.

L'analisi della luce solare mostra che questa enorme sfera è principalmente composta da idrogeno ed elio, oltre al 2% di altri elementi più pesanti.

All'interno c'è un reattore di fusione, che trasforma costantemente l'idrogeno in elio, producendo la luce e il calore che irradia.

Probabilmente il sole e gli altri membri del sistema solare hanno avuto origine contemporaneamente, per condensa di una nebulosa originale di materia, almeno 4 marca.600 milioni di anni. L'argomento di questa nebulosa potrebbe provenire dall'esplosione di una o più supernovae.

Sebbene il sole non sia la stella più grande o luminosa, è la stella più importante per il pianeta e il sistema solare. È una stella di medie dimensioni, abbastanza stabile e ancora giovane, situata in una delle braccia a spirale della Via Lattea. Abbastanza comune in generale, ma fortunato per la vita sulla terra. 

figura 2. Struttura del sole. Kelving [CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Con la sua potente forza gravitazionale, il sole rende possibile la sorprendente varietà di scenari su ciascuno dei pianeti del sistema solare, poiché è la fonte della sua energia con cui mantiene la coesione dei suoi membri.

Quali pianeti formano il sistema solare?

Illustrazione del sistema solare; Mostra il sole, i pianeti interni, la cintura di asteroidi, i pianeti esterni, Plutone e un aquilone. Questa immagine non è su una scala.

Ci sono 8 pianeti nel sistema solare, classificati su pianeti interni e pianeti esterni: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. 

Pianeti interni

I pianeti interni sono Mercurio, Venere, Land e Marte. Sono pianeti rocciosi e piccoli, mentre i pianeti esterni come Giove sono giganti gassosi. Questa differenza di densità ha la sua origine nel modo in cui è stata condensata la questione della nebulosa originale. Più lontano dal sole, la temperatura diminuisce e, quindi, la questione potrebbe formare composti diversi.

Nelle vicinanze del sole, dove la temperatura era più alta, solo elementi pesanti e composti come metalli e silicati potevano lentamente condensare e formare particelle solide. Così sono emersi i fitti pianeti: mercurio, Venere, terra e Marte.

Pianeti esterni

I pianeti esterni sono Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Si sono formati nelle regioni più lontane, in cui la questione si è rapidamente condensata sul ghiaccio. La rapida crescita di questi accumuli di ghiaccio ha dato origine a oggetti di dimensioni enormi. Tuttavia, all'interno di questi giganteschi pianeti non sono congelati, in effetti irradiano una grande quantità di calore a spazio.

Il confine tra i pianeti interni ed esterni è la cintura di asteroidi, resti di un pianeta che non si è formata a causa dell'enorme attrazione gravitazionale di Giove, che li ha dispersi.

È Plutone un pianeta del sistema solare?

Per molto tempo Plutone è stato considerato un pianeta fino al 2006, quando gli astronomi lo hanno designato come un pianeta nano per mancanza di dominio orbitale, una delle caratteristiche che un corpo Celest deve essere considerato un pianeta. 

Ciò significa che nel suo ambiente non dovrebbero esserci altri corpi di dimensioni simili e con gravità simile. Non è il caso di Plutone, le cui dimensioni sono simili a quelle della sua affascinante luna e molto vicine l'una all'altra.

Caratteristiche principali dei pianeti

I pianeti orbitano intorno al sole seguendo gli orbiti ellittici, secondo le leggi di Kepler. Queste orbite sono tutte nello stesso piano, che è il piano dell'eclittica, su cui prende il movimento della terra intorno al sole.

Figura 3. Orbita dei pianeti del sistema solare

In effetti, in questo piano si trovano quasi tutti gli oggetti nel sistema solare.

- Mercurio

Figura 5. Mercurio. Fonte: NASA.

È un piccolo pianeta, appena più grande di un terzo della terra e il più vicino al sole. Sulla sua superficie, sono apprezzate formazioni rocciose simili a quelle della luna, come si vede nelle immagini. Sono tipici Le scarpe lobulate Questo, secondo gli astronomi, sono un'indicazione che il mercurio si sta riducendo.

Ha anche altre caratteristiche in comune con il nostro satellite, ad esempio la composizione chimica, la presenza di ghiaccio ai poli e un gran numero di crateri di impatto.

Figura 4. Caloris Plain, una delle superfici di impatto più estese sul sistema solare. Negli antipodi c'è una catena montuosa che è stata probabilmente formata dalle onde d'urto di impatto. Fonte: NASA tramite SolarSystem.vaso.

Occasionalmente il mercurio è visibile dalla terra, molto basso all'orizzonte, proprio quando il sole si mette avanti o molto presto, prima dell'alba.

Questo piccolo pianeta ha accoppiato il suo movimento di rotazione e traduzione attorno al sole, grazie alle forze di marea così chiamate. Queste forze tendono a ridurre la velocità di rotazione del pianeta attorno al suo asse, fino a quando la velocità di traduzione è uguale.

Tali accoppiamenti non sono rari tra gli oggetti del sistema solare. Ad esempio, la luna ha un movimento simile e mostra sempre la stessa faccia alla terra, proprio come Plutone e il suo satellite Caronte.

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L'accoppiamento di marea è responsabile delle temperature estreme del mercurio, accanto alla scarsa atmosfera del pianeta. 

La faccia del mercurio esposta al sole ha temperature di punteggio, ma non è il pianeta più caldo del sistema solare, anche se è più vicino alla star del re. Quella distinzione è per Venere, la cui superficie è coperta da un fitto mantello di nuvole che trattiene il calore all'interno.

Tabella 1. Mercurio: caratteristiche e movimento

- Venere

Figura 6. Venere. Fonte: Wikimedia Commons.

Di dimensioni, massa e composizione chimica, Venere è molto simile alla terra, tuttavia la sua atmosfera densa impedisce al calore di fuggire. Questo è il famoso effetto serra, la cui causa è dovuta che la temperatura superficiale di Venere raggiunge i 400 ° C, vicino al punto di fusione del piombo.

L'atmosfera di venusina è composta principalmente da anidride carbonica e tracce di altri gas come l'ossigeno. La pressione atmosferica è circa 100 volte maggiore della terra e la distribuzione dei venti rapidi è estremamente complessa.

Un altro dettaglio della straordinaria atmosfera di Venere è la sua rotazione intorno al pianeta, che richiede circa 4 giorni terrestri. Si noti che la rotazione del pianeta stesso è estremamente lenta: una giornata venusiana dura 243 giorni della terra.

In Venere abbonda il deuterio, un isotopo di idrogeno che è dovuto alla mancanza di uno strato di ozono protettivo contro i raggi ultravioletti del sole. Non ci sono prove di acqua oggi, tuttavia, entrambi il deuterio indica che Venus potrebbe averlo in passato.

Per quanto riguarda la superficie come tale, le mappe radar mostrano incidenti geografici come montagne, pianure e crateri, in cui il basalto abbonda.

Il vulcanismo è caratteristico in Venere, così come la lenta rotazione retrograda. Solo Venere e Urano ruotano nella direzione opposta degli altri pianeti. 

Viene gestita l'ipotesi dovuta a una collisione passata con un altro oggetto blu chiaro, ma un'altra possibilità è che le maree atmosferiche causate dal sole modifichino lentamente la rotazione. Forse entrambe le cause hanno contribuito ugualmente al movimento che ora ha il pianeta.

Tavolo 2. Venere: caratteristiche e movimento

- La terra

Figura 7. La terra vista dallo spazio.

Il terzo pianeta in vicinanza al sole è l'unico che ospita la vita, almeno per quanto ne sappiamo.

La terra è a una distanza ideale per la vita per proliferare e ha anche uno strato di ozono protettivo, acqua liquida in abbondanza (fino al 75 % della superficie è coperto da questo elemento) e un intenso campo magnetico a sé stante. La sua rotazione è anche la più veloce dei quattro pianeti rocciosi.

L'atmosfera terrestre è composta da azoto e ossigeno, con tracce di altri gas. È stratificato, ma i suoi limiti non sono definiti: si sottrano progressivamente fino a quando non scompare.

Un'altra caratteristica importante della Terra è che ha la tettonica della placca, quindi le sue esperienze di superficie cambia continuamente (in momenti geologici ovviamente). Quindi, l'evidenza di crateri che abbondano negli altri pianeti del sistema solare sono già state cancellate.

Questo dà alla Terra un'ampia varietà di scenari ambientali: montagne, pianure e deserti, accanto all'abbondanza di acqua, sia negli oceani estesi che in acqua dolce sulla superficie e nel sottosuolo.

Insieme alla luna, il suo satellite naturale, forma un duo notevole. La dimensione del nostro satellite è relativamente grande se rispetto a quella della terra ed esercita un'influenza notevole su questo.

Per iniziare, la luna è responsabile delle maree, che esercitano una forte influenza sulla vita terrestre. La luna è in rotazione sincrona con il nostro pianeta: i suoi periodi di rotazione e traduzione intorno alla terra sono gli stessi, quindi ci mostra sempre la stessa faccia.

Tabella 3. La terra: caratteristiche e movimento

- Marte

Figura 8. Il pianeta rosso. Fonte: Wikimedia Commons.

Marte è un po 'meno della Terra e Venere, ma maggiore di Mercurio. La sua densità superficiale è anche un po 'più bassa. Molto simile alla Terra, il curioso credeva sempre di vedere segni di vita intelligente nella stella rossastra.

Ad esempio, dalla metà del nord secolo, molti osservatori hanno affermato di aver visto "canali", linee rette che hanno attraversato la superficie marziana e che hanno incolpato la presenza di una vita intelligente. Sono state create anche le mappe di questi presunti canali. 

Tuttavia, le immagini della sonda del marinaio hanno dimostrato a metà degli abitanti del ventesimo secolo, che la superficie marziana è desertica e che i canali non erano esistenti. 

Marte il colore rossastro è dovuto all'abbondanza di ossidi di ferro sulla superficie. Per quanto riguarda la sua atmosfera, è sottile ed è costituito da anidride carbonica nel 95 %, con tracce di altri elementi come l'argon. Non c'è vapore di acqua o ossigeno. Ete ultimo sta formando composti nelle rocce.

A differenza della Terra, Marte non ha il proprio campo magnetico, quindi le particelle di vento solare influenzano direttamente la superficie piccola protetta dalla sottile atmosfera. 

Per quanto riguarda l'orografia, è vario e ci sono indicazioni che un tempo il pianeta aveva acqua liquida. Una delle caratteristiche più notevoli è il Monte Olympus, il più grande vulcano noto nel sistema solare finora.

Monte Olympus supera i più grandi vulcani sulla terra: ha il triplo alto del Monte Everest e 100 volte il volume della Mauna Loa, il più grande vulcano di terra. Senza attività tettonica e con bassa gravità, la lava potrebbe essere acquatica per dare origine a una struttura così colossale.

Tabella 4. Marte: caratteristiche e movimento

- Giove

Figura 9. Giove e lune Galilean.

Indubbiamente, è il re dei pianeti per le sue grandi dimensioni: il suo diametro è 11 volte maggiore della terra e anche le sue condizioni sono molto più estreme.

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Ha un'atmosfera ricca solcata da venti veloci. La bella macchia rossa di Giove di Giove è una tempesta di lunga data, con venti fino a 600 km/h.

Giove è gassoso, quindi sotto l'atmosfera non c'è terreno fermo. Quello che succede è che l'atmosfera diventa più densa all'aumentare della profondità, fino a raggiungere un punto in cui il gas è liquefatto. Quindi, è piuttosto amaro ai poli, a causa della rotazione.

Sebbene la maggior parte della questione che componi Giove è idrogeno ed elio, come il sole, ha un nucleo di elementi pesanti ad alta temperatura. In effetti, il gigante gassoso è una fonte di radiazioni a infrarossi, quindi gli astronomi sanno che l'interno è molto caldo dell'esterno. 

Giove ha anche il suo campo magnetico, 14 volte più intenso della terra. Una caratteristica notevole di quel pianeta è il gran numero di satelliti naturali che ha.

A causa delle sue enormi dimensioni, è naturale che la sua gravità sia stata in grado di catturare molti corpi rocciosi che avevano ragione per attraversare le loro vicinanze. Ma ha anche grandi lune, il più notevole sono le quattro lune galilei: io, Europa, Calisto e Ganimede, quest'ultima la più grande delle lune del sistema solare.

Queste grandi lune probabilmente hanno avuto origine contemporaneamente a Giove. A modo loro per sé sono mondi affascinanti, poiché in essi c'è una presenza di acqua, vulcanismo, clima estremo e magnetismo, tra le altre caratteristiche.

Tabella 5. Giove: caratteristiche e movimento

- Saturno

Figura 10. Immagine di Saturno

Senza dubbio, ciò che attira di più l'attenzione di Saturno è il suo complesso sistema di anelli, scoperto da Galileo nel 1609. Va anche notato che Christian Huygens fu il primo a realizzare la struttura anulare, qualche anno dopo, nel 1659. Sicuramente il telescopio di Galileo non aveva abbastanza risoluzione.

Milioni di particelle di ghiaccio compongono gli anelli di Saturno, forse resti di antiche lune e comete che colpiscono il pianeta -Saturno ne ha quasi quanti a Giove-. 

Alcuni satelliti Saturno, chiamati Satelliti da pastore, Sono responsabili di mantenere l'orbita libera e il confinamento agli anelli in regioni ben definite del piano equatoriale planetario. L'Ecuador del pianeta è piuttosto pronunciato, essendo uno sferoide molto appiattito a causa della bassa densità e del movimento di rotazione.

Saturno è così leggero, che potrebbe galleggiare in un ipotetico oceano. Un altro motivo per la deformazione del pianeta è che la rotazione non è costante, ma dipende dalla latitudine e da altre interazioni con i suoi satelliti.

Per quanto riguarda la sua struttura interna, i dati raccolti dalle missioni Voyager, Cassini e Ulisse assicurano che sia abbastanza simile a quello di Giove, cioè un mantello gassoso e un nucleo di elementi pesanti molto caldi.

Le condizioni di temperatura e pressione consentono di formare idrogeno liquido metallico, quindi il pianeta ha il proprio campo magnetico.

Verso la superficie, il clima è estremo: le tempeste abbondano, sebbene non così persistenti come quelle del vicino Giove.

Tabella 6. Saturno: caratteristiche e movimento

- Urano

Figura 11. Vista del pianeta del gelato Urano. Fonte: Pixabay.com

Fu scoperto da William Herschel nel 1781, che lo descrisse come un piccolo punto blu verdastro sul suo telescopio. All'inizio pensava che fosse un aquilone, ma presto lui e altri astronomi notò che era un pianeta, proprio come Saturno e Giove.

Il movimento di Urano è piuttosto peculiare, essendo e rotazione retrograda, proprio come Venere. Inoltre, l'asse di rotazione è molto inclinato rispetto al piano di orbita: 97.9º, quindi un lato praticamente rotto.

Quindi le stazioni del pianeta - rivelate attraverso le immagini del voyager - sono piuttosto estreme, con inverni da 21 anni.

Il colore blu di Urano è dovuto al contenuto di metano della sua atmosfera, molto più freddo di quello di Saturno o di Giove. Ma sulla sua struttura interna è poco conosciuta. Sia Urano che Nettuno sono considerati mondi di ghiaccio, o piuttosto morbidi o quasi -liquidi.

Sebbene Urano non produca idrogeno metallico a causa della sua massa e della pressione più bassa, ha un campo magnetico intenso, più o meno paragonabile al terrestre.

Urano ha il suo sistema di anelli, sebbene non così magnifico come quello di Saturno. Sono molto deboli ed è per questo che non sono facilmente osservati dalla terra. Furono scoperti nel 1977, grazie all'occultamento temporale del pianeta per una stella, che permetteva agli astronomi di vedere la loro struttura per la prima volta.

Come tutti i pianeti esterni, Urano ha molte lune. I principali sono Oberon, Titania, Umbriel, Ariel e Miranda, nomi tratti dalle opere di Alexander Pope e William Shakespeare. L'acqua congelata è stata rilevata in queste lune.

Tabella 7. Urano: caratteristiche e movimento

- Nettuno

Figura 12. Immagine Nettuno scattata dalla sonda Voyager 2. Fonte: Wikimedia Commons.

Nei confini del sistema solare c'è Nettuno, il pianeta più lontano dal sole. È stato scoperto a causa di non spiegati disturbi gravitazionali, che hanno reso l'esistenza di un grande oggetto non ancora scoperto. 

I calcoli dell'astronomo francese Urbain Jean Leverrier Final.

Visto dalla Terra, Nettuno è un piccolo punto blu verdastro e fino a non molto tempo fa, era molto poco che si sapeva sulla sua struttura. La missione Voyager ha fornito nuovi dati alla fine degli anni '80.

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Le immagini hanno mostrato una superficie con evidenza di tempeste forti e venti veloci, incluso un grande punto simile a quello di Giove: The Great Dark Spot.

Nettuno ha un'atmosfera ricca di metano, nonché un sistema di anelli deboli, simili a quelli di Urano. La sua struttura interna è composta da una corteccia di ghiaccio che copre il nucleo metallico e ha il suo magnetismo.

Per quanto riguarda le lune, circa 15 ad oggi sono state scoperte, ma potrebbero essercene alcune altre, poiché il pianeta è molto distante ed è ancora il meno studiato. Triton e Nereid sono quelli principali, con Triton in orbita retrograda e possessore di una debole atmosfera di azoto.

Tabella 8. Nettuno: caratteristiche e movimento

Altri oggetti astronomici

Il sole e i grandi pianeti sono i membri più anziani del sistema solare, ma ci sono altri oggetti, più piccoli ma ugualmente affascinanti.

Parliamo di pianeti nani, lune o satelliti dei principali pianeti, comete, asteroidi e meteoroidi. Ognuno ha peculiarità estremamente interessanti.

Piccoli pianeti

Figura 13. Plutone. Fonte: Pixabay.com

Nella cintura di asteroidi tra Marte e Giove e oltre l'orbita di Nettuno, nella cintura di Kuiper, ci sono molti oggetti che secondo i criteri astronomici, non entrano nella categoria dei pianeti.

I più importanti sono:

- Ceres, nella cintura di asteroidi.

- Plutone, che in precedenza era considerato il nono pianeta principale.

- Eris, scoperto nel 2003 e più grande di Plutone e più lontano dal sole di questo.

- Makemake, nella cintura di Kuiper e più o meno della metà rispetto a Plutone.

- Haumea, anche nella cintura di Kuiper. Ha sostanzialmente ellissoidali e ha anelli.

I criteri per distinguerli dai principali pianeti sono sia le dimensioni che l'attrazione gravitazionale che possiedono, legate alla loro massa. Per essere considerato pianeta, un oggetto deve ruotare attorno al sole, oltre ad essere più o meno sferico.

E la sua gravità deve essere abbastanza alta da assorbire gli altri corpi minori intorno a esso, sia come satelliti che come parte del pianeta.

Come almeno i criteri gravitazionali non sono soddisfatti per Cerere, Plutone ed Eris, questa nuova categoria è stata creata per loro, che Plutone è andata nel 2006. Nella cintura kuiper lontana è possibile che ci siano più pianeti nani come questi, anche senza rilevare.

Lune

Come abbiamo visto, i principali pianeti e persino Plutone hanno satelliti che orbitano intorno a loro. Ci sono più di un centinaio di appartenenti ai pianeti più vecchi, quasi tutti distribuiti sui pianeti esterni e tre appartenenti ai pianeti interni: la Luna della Terra, e Phobos e De Mars.

Figura 14. La luna terrestre. Fonte: Pixabay.com

Potrebbero essere ancora più lune da scoprire, specialmente sui pianeti più lontani dal sole, come Neptune e altri giganti del gelato.

Le sue forme sono varie, alcune sono sferoidali e altre abbastanza irregolari. I più grandi si sono probabilmente formati accanto al padre del pianeta, ma altri potrebbero essere catturati dalla gravità. Ci sono anche lune temporanee, che per qualche ragione vengono catturate dal pianeta ma allo stesso tempo vengono rilasciate.

Altri corpi, oltre ai principali pianeti, hanno anche lune. Si stima che finora ci siano circa 400 satelliti naturali di ogni tipo.

Comete

Figura 15. Halley Comet.

Le comete sono residui della nuvola di materia che ha dato origine al sistema solare. Sono costituiti da ghiaccio, rocce e polvere e si trovano attualmente nella periferia del sistema solare, anche se occasionalmente si avvicinano al sole.

Ci sono tre regioni lontane dal sole, ma che appartengono ancora agli astronomi del sistema solare credono che tutte le comete dimorano: la cintura di Kuiper, la nuvola di Oort e il disco disperso.

Asteroidi, centauri e meteoroidi

Gli asteroidi sono corpi rocciosi più piccoli di un pianeta nano o un satellite. Quasi tutti si trovano nella cintura di asteroidi che segna il confine sui pianeti rocciosi e le bevande analcoliche.

Da parte loro, i centauri ricevono questo nome perché condividono le caratteristiche di asteroidi e comete, nonché esseri mitologici con lo stesso nome: mezzo umano e mezzo cavalli.

Scopriti nel 1977, non hanno ancora fotografato, ma è noto che abbondano tra le orbite di Giove e Nettuno.

Infine, un meteoroide è un frammento di un oggetto più grande, come quelli descritti finora. Possono essere piccoli come una coppia di materia, senza essere piccoli come un chicco di polvere -circa 100 micron o di grandi dimensioni di 50 km di diametro.

Riepilogo delle caratteristiche principali del sistema solare

-Età stimata: 4.6 miliardi di anni.
-Forma: Disco
-Posizione: Il braccio Orion in Via Lattea.
-Estensione: È relativo, si può considerare che sia circa 10.000 unità astronomiche*, al centro della nuvola di oort.
-Tipi di pianeti: Terrestre (roccioso) e jovianos (soda e gelato)
-Altri oggetti: satelliti, pianeti nani, asteroidi.

*Un'unità astronomica è equivalente a 150 milioni di chilometri.

Figura 16. Scala del sistema solare in unità astronomiche. Fonte: NASA.

Origine ed evoluzione

Attualmente, la maggior parte degli scienziati ritiene che l'origine del sistema solare sia nei resti di una o più supernovae, di cui si è formata una gigantesca nebulosa di gas cosmica e polvere.

La gravità era responsabile dell'agglomerazione e del crollo della questione, che in questo modo iniziò a diventare più veloce e formare un album, nel cui centro si formava il sole. Questo processo è chiamato accrescimento.

Intorno al sole è rimasto il disco di materia rimanente, da cui sono sorti i pianeti e altri membri del sistema solare.

Dall'osservazione dei sistemi stellari in formazione della nostra galassia la Via Lattea e simulazioni di computer, gli scienziati hanno prove che tali processi sono relativamente comuni. Le stelle appena formate di solito hanno queste questioni di materia intorno a loro.

Questa teoria spiega la maggior parte dei risultati fatti sul nostro sistema solare, essendo un sistema di una stella centrale unica. Tuttavia, non spiegherei completamente la formazione di pianeti nei sistemi binari. E ci sono, poiché si stima che il 50% degli esopianeti appartenga a sistemi con due stelle, essendo molto comuni nella galassia.

Riferimenti

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