Origine ed evoluzione del Sistema Solare

Un dramma cosmico iniziato 9 miliardi di anni fa

Durante le notti con cielo limpido è possibile vedere anche ad occhio nudo una striscia biancastra che attraversa la volta stellata. Fin dall’antichità i nostri antenati hanno utilizzato l’immaginazione per “spiegare” quella strana formazione tanto simile, nel colore, al latte di cui si nutrivano.

Anticamente i Greci immaginavano che si trattasse del latte di Era, figlia di Cronos, sorella e sposa di Zeus, che stava nutrendo Eracle, mentre in India la Galassia rappresentava la forma eterica del fiume Gange. Democrito e gli astronomi arabi, successivamente, intuirono che si trattasse di una numerosa scia di stelle lontane e tale ipotesi fu poi riconosciuta valida da Galilei e da Kant.

La striscia bianca che attraversa il cielo rappresenta la sezione del disco della nostra Galassia dove sono presenti il maggior numero di stelle, ovvero la Via Lattea.

In effetti il termine galassia deriva dal greco “galaxias” che significa proprio latte.

Nella nostra Galassia è presente il Sole con tutto il Sistema Solare, per dare un'idea delle proporzioni, diremo che se tutto il diametro della Via Lattea fosse lungo 130 Km, il Sistema Solare sarebbe lungo 2 mm.

Osservando la volta celeste, nei luoghi lontani dalle città e situati possibilmente in località poste ad una certa altezza, noi riusciremo a vedere qualche centinaio di stelle che sono riunite in gruppi noti, conosciuti come costellazioni.

Tutte le costellazioni che noi possiamo osservare appartengono alla Via Lattea e risultano essere relativamente vicine a noi.

Relativamente vicine” significa che le possiamo trovare all’interno del diametro massimo della Galassia che è di 100.000 anni luce, ovvero la distanza che la luce percorre in 100.000 anni, viaggiando a 300.000 chilometri al secondo.

In questo enorme spazio, che in termini astronomici è molto piccolo, potremo considerare da 200 a 400 miliardi di stelle a noi relativamente vicine. Inoltre nel suo centro è presente un gigantesco Buco Nero, Sagittarius-A che ora, dopo aver inghiottito tutte le stelle, i gas e le polveri che lo circondavano, sazio dorme sonni tranquilli.

Osservando tra le stelle che compongono la Costellazione di Andromeda, stelle distano da noi tra i 600 e i 100 anni/luce, troviamo anche la Galassia di Andromeda che dista 2,54 milioni di anni/luce.

In effetti la Galassia di Andromeda non si trova nella Via Lattea ma fa parte di un gruppo di Galassie molto vicine tra loro.

In un precedente articolo abbiamo parlato di nubi ardenti di gas e polveri presenti alcuni miliardi di anni fa nella nostra Via Lattea.

Quando queste nubi iniziarono a raffreddarsi l’Idrogeno e l’Elio in esse contenuti si avvicinarono, a causa della gravità, creando delle  piccole nubi più dense. Un po’ come quello che succede quando si gettano alcuni frammenti di stuzzicadenti dentro una grande bacinella e si osserva che dopo poco tempo si riuniranno in isolotti, che verranno a loro volta attratti dalle pareti del recipiente.

In una zona ai margini della Via Lattea, uno di questi “isolotti di gas”, il più grande di tutti, iniziò a crescere esponenzialmente e ad aumentare la propria massa e il proprio volume. Ovviamente aumentò anche la sua temperatura, trasformando l’ammasso di gas in una protostella.

Così ebbe origine il nostro Sole.

Contemporaneamente altri nuclei gassosi, distribuiti in quel progetto di Sistema Solare, iniziarono a formare con quello che potevano raccogliere, i pianeti gassosi del nostro Sistema.

Si formarono così, nella parte più distante dal Sole i quattro Giganti Gassosi, rispettivamente: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Tutto avvenne in poco più di 100.000 anni.

Il motivo che determinò la nascita dei Pianeti Gassosi, in una zona lontana dal Sole, fu dovuta al fatto che la nostra Stella, in quel lontano periodo, circa 8 miliardi di anni fa, era molto più attiva di quanto lo sia oggi e il suo vento (solare) spinse lontano tutte le nubi di Idrogeno ed Elio, facendo ingrassare i primi pianeti gassosi che gravitavano nelle orbite più lontane.

Una curiosità riguarda il gigante dei quattro pianeti gassosi: Giove.

Nonostante le sue dimensioni, Giove, non si è mai trasformato in una stella. Eppure è più grande di molte stelle, è più grande di EBLM J0555-57Ab, una nana rossa distante 600 anni luce dalla Terra, la più piccola stella mai scoperta, con un raggio medio di circa 59.000 chilometri, di poco superiore di Saturno. Nel nostro Sistema Solare vi sono due oggetti celesti più grandi di questa stella: Il Sole e Giove.

Gli Astrofisici si chiesero perché un pianeta grande come Giove non divenne mai una stella… La risposta è da cercare nella massa dei corpi celesti.

Giove pur aveando un grande volume non ha una massa sufficiente per fondere l’idrogeno in elio, mentre EBLM J0555-57Ab che ha circa 85 volte la massa di Giove riesce ad innescare la reazione termonucleare. Questa stella ha infatti una massa che è 2,5 volte quella di tutti gli altri Pianeti del Sistema Solare messi insieme.

Da un punto di vista strettamente qualitativo il Sole e Giove sembrano essere molto simili:

Il Sole ha un raggio di 696.000 Km con una percentuale di Idrogeno del 71% e di Elio del 27%.

Giove ha un raggio di circa 70.000 Km con una percentuale di Idrogeno del 73% e di Elio del 24%.

Nonostante siano entrambi formati da una percentuale confrontabile di Idrogeno ed Elio, furono le dimensioni, quindi le loro masse, ha determinare il loro differente destino.

Giove, a differenza del Sole, nacque da un nucleo roccioso che attrasse gravitazionalmente la nuvola di gas presente nel suo campo d’azione, ma questo non fu sufficiente per fargi innescare le reazioni termonucleari che danno origine alle stelle.

Per trasformarsi in stella, il pianeta avrebbe dovuto aumentare la propria massa fino a raggiungere 75-80 volte quella attuale.

A differenza dei quattro pianeti gassosi, di cui si è parlato, gli altri quattro, Mercurio, Venere, Terra e Marte, sono Pianeti Rocciosi, ovvero formati da frammenti più pesanti di polveri che il vento solare non è riuscito a spazzare via.

Per far aggregare i quattro Pianeti Rocciosi ci volle molto più tempo: alcune decine di milioni di anni. La loro massa si originò dalla collisione di centinaia di migliaia di grumi rocciosi di varie dimensioni che furono attratti dai quattro nuclei più grandi, che sono gli attuali Pianeti Rocciosi.

Durante questo periodo le polveri ed i gas che avevano occupato l’intero Sistema Solare iniziarono a dissiparsi e tutto l’ambiente divenne più luminoso e trasparente.

I Pianeti Rocciosi erano inizialmente delle masse liquide di minerali allo stato fuso, nel loro nucleo si accumularono Ferro e Nichel, mentre gli altri elementi più leggeri si trovarono a galleggiarvi sopra. Silicio e Alluminio, sulla Terra formano ancora oggi il Mantello, che galleggia sopra il nucleo di Ferro e Nichel.

Come abbiamo visto in altri articoli, le stelle, esplodendo, lanciano nello spazio Elementi che possono raggiungere al massimo il numero atomico 26, che corrisponde all'Elemento Ferro.  Il Nichel 28, Il Platino 78, l’Oro 79, fino all’Uranio 92, hanno numero atomico più elevato e sono generalmente prodotti dallo scontro tra stelle a Neutroni.

Quindi potremo affermare con certezza che l’oro delle nostre collane o dei nostri braccialetti sia letteralmente piovuto dal cielo a bordo di roventi meteore.

Il nostro Sistema Solare, stava assumendo lentamente una fisionomia simile a quella attuale: otto Pianeti, decine di pianeti nani, centinaia di satelliti e più di 100.000 asteroidi, quando un evento straordinario ne stravolse l’evoluzione…

Vi sarete sicuramente accorti che vi è un grande assente… la Luna.

Circa cento milioni di anni dopo che la Terra primitiva aveva occupato la terza orbita intorno al Sole, un planetoide delle dimensioni di Marte entrò in collisione con il nostro Pianeta, determinando una devastante catastrofe. Gli attori di questa antichissima tragedia sono conosciuti con nomi diversi: Gaia (la Terra primordiale) e Theia (il planetoide che ci ha investito).

Theia e Gaia collidono con un impatto devastante, che mescola i loro corpi in un rovente amplesso di magma e fuoco. Si forma così un pianeta più grande, una parte più piccola del quale, desidererebbe liberarsi dalla Terra per volare via e diventare un pianeta indipendente.

Nulla di tutto questo avviene, il pianeta fuggitivo, nato dalla collisione di Gaia e Theia rimase intrappolato nell’orbita di quella che è diventata la Terra attuale e sarà costretto a girarvi intorno per miliardi di anni. Quel pianeta è il nostro satellite: la Luna.

La Terra è l’unico pianeta roccioso ad avere un satellite di grandi dimensioni, con un diametro di 3500 Km, circa un quarto di quello terrestre.

Mercurio e Venere non hanno satelliti, mentre Phobos e Deimos, le piccole lune di Marte hanno diametri rispettivamente di 22 e 12 Km.

Abbiamo visto, in modo alquanto sintetico, come si è formato il nostro Sistema Solare, ricordando che presenta una struttura grossolanamente simile a quella di una galassia: Il Sole in una zona centrale, circondato da otto pianeti che ruotano tutti in senso orario su orbite sommariamente complanari.

In un prossimo articolo concluderemo l'argomento con una considerazione relativa alla distanza tra i vari Pianeti del nostro Sistema...

 

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Articolo pubblicato il 29/12/2021