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Sistema solare

Il Sistema solare, di cui il nostro pianeta (Terra) fa parte , è costituito dai cosiddetti corpi celesti, tutti governati dalla forza gravitazionale del Sole.
Il Sistema solare comprende otto pianeti (tra i pianeti, vi è il pulviscolo/polvere interplanetaria, materia piccolissima formata da gas, elementi subatomici e frammenti di meteoriti) che descrivono orbite ellittiche, concentriche, attorno al Sole, separati tra loro precisamente a metà dalla cosiddetta fascia degli asteroidi, corpi rocciosi che non si sono potuti aggregare a formare un pianeta, poiché trattenuti dalla forza gravitazionale esercitata rispettivamente dal Sole e da Giove.
Gli otto pianeti si suddividono in:
• pianeti interni o terrestri: i quattro pianeti più vicini al Sole, cioè, quelli compresi tra il Sole e la fascia degli asteroidi, Mercurio, Venere, Terra e Marte.
• pianeti esterni o gioviani: i quattro pianeti più distanti dal Sole, cioè, quelli che si trovano al di là della fascia degli asteroidi. Tra questi pianeti, in un primo tempo ve ne era un quinto, Plutone, che data la sua posizione, che interseca l’orbita degli altri pianeti fu scambiato per pianeta, ma, in seguito a numerosi studi e ricerche è stato declassato in asteroide.

Inoltre, il sistema solare include i cosiddetti corpi minori, satelliti (Luna), asteroidi (Plutone), meteore (erroneamente dette stelle cadenti), meteoriti (le stelle se giungono il suolo terrestre) e comete,(masse ghiacciate che si muovono all’estrema periferia del sistema solare) che ruotano attorno ai pianeti.

Il Sole:

Il Sole è la stella centrale del Sistema solare, ha un diametro di circa 1.400.000 km, con una densità pari a 1,43 g/m*3 (poiché essendo una stella è costituito perlopiù da gas rarefatti), e la sua pressione gravitazionale è pari a 28 volte quella della Terra.
Il Sole compie generalmente, circa 24 ore per ruotare attorno al proprio asse, e, rappresenta circa il 98% della massa conosciuta del Sistema solare.

La struttura solare:
La struttura solare è suddivisa in sei strati concentrici:
• Il nucleo: la parte più interna del Sole, dove avvengono tutte le reazioni termonucleari (catena protone-protone, al termine di tale reazione tutto l’elio prodotto dalla fusione dei due nuclei d’idrogeno, rimane all’interno del nucleo), la pressione è talmente elevata ( a causa dell’elevata forza di gravità, poiché per contrastarla, il Sole è tenuto a contrarsi e ad espandersi continuamente) da riuscire a contenere la violenza esplosiva delle reazioni, rese possibili dall’altrettanto elevata temperatura, che raggiunge i 15.000.000 k. L’energia prodotta nel nucleo si trasferisce alla zona radiativa.

• La zona radiativa: un involucro gassoso che si estende per 450.000 km; è una zona di transito dell’energia prodotta nel nucleo sottostante, che si propaga da particella a particella, mediante un processo di irraggiamento (quindi non vi è scambio di materia) poiché gli atomi dei gas presenti nel nucleo, sono talmente impacchettati da non potersi muovere.
• La zona convettiva: in questo strato solare, l’energia termica si diffonde per convezione, a causa di una differenza di temperatura, poiché i gas si riscaldano (meno densi) e tendono a salire in superficie, ma una volta arrivativi, cedono energia e si raffreddano, pertanto, si raddensano e riprecipitano verso l’interno, dando origine a dei veri e propri moti convettivi (quando i gas giungono nella fotosfera emettono fotoni nello spazio).
• La fotosfera: è l’involucro che irradia quasi tutta la luce solare e corrisponde alla superficie visibile del Sole.
La superficie solare non è liscia, ma presenta una struttura a granuli brillanti, detta granulazione, dovuta alle celle convettive sottostanti che sembrano quasi far “bollire” la superficie.
Un altro fenomeno tipico del Sole è quello delle macchie solari, il cui colore più scuro rispetto alla fotosfera è dovuto ad una differenza di temperatura pari a circa 1.600 k (le macchie solari, quindi, sono meno scure in confronto alla fotosfera).Le macchie solari, nascono a causa dell’intensificarsi del campo magnetico, sono costituite da una parte interna più scura e fredda detta ombra e da una parte più chiara e calda, circostante all’ombra, detta penombra, queste si presentano con ciclo undecennale (11 anni) e si formano nei due differenti emisferi solari, a circa 40/43 gradi di latitudine nord e sud dall’equatore.Tali macchie sono caratterizzate da polarità, di segno opposto nei due differenti emisferi, che si inverte ogni undici anni.
Le macchie meno resistenti scompaiono, invece quelle più resistenti si avviano verso l’equatore. Il fenomeno delle macchie solari è molto importante per il nostro pianeta, poiché il campo magnetico del Sole interferisce con il nostro campo magnetico e di conseguenza con il clima, pertanto ad una diminuzione di macchie solari (il campo magnetico svolge un’attività meno intensa), come successe in passato, nel diciassettesimo secolo, la Terra andrebbe incontro ad una ‹piccola età glaciale›.
• La cromosfera: fa parte dell’atmosfera solare ed è un involucro trasparente di gas incandescenti che avvolge la fotosfera.
• La cromosfera, raggiunge la temperatura di 10.000 k(i gas sono più liberi di muoversi e possiedono una maggiore energia cinetica), ed appare come un sottile alone roseo, il cui bordo è sfrangiato da numerose punte luminose dette spicole, le quali hanno un diametro di 1.000 km e si innalzano fino a 15.000 km d’altezza.
• La corona solare: è la zona più esterna dell’atmosfera solare, costituita da gas ionizzati (i cui atomi, cioè, sono elettricamente carichi), rarefatti.
• La corona solare possiede una luminosità talmente bassa che, è possibile osservarla solo durante le eclissi totali di Sole, in cui assume una luminosità pari alla metà di quella assunta dalla Luna piena.
• La corona solare, nella parte estrema, le particelle ionizzate, hanno una velocità tale che gli permette di sfuggire alla forza gravitazionale del Sole e si disperdono nello spazio dando origine ad un flusso detto vento solare.

L’attività solare:
L’attività solare può essere suddivisa in:
• Una fase stazionaria che comprende: Il fenomeno della granulazione, le spicole ed il vento solare.
• Una fase straordinaria che comprende: il fenomeno delle macchie solari, le protuberanze ed i brillamenti altrimenti detti flares. Le protuberanze: sono grandi nubi di idrogeno che si innalzano dalla cromosfera sino alla corona solare, in genere fino a quote di 20-40.000 km. Le protuberanze hanno forma di fiammate, di vortici o d’archi giganteschi lunghi anche 100-200.000 km, la loro temperatura (della materia gassosa) è compresa tra i 15.000 ed i 20.000 k, sono perciò molto più calde della cromosfera ma, più “fredde” rispetto alla corona solare entro cui si spingono.
I brillamenti o lare: sono violentissime esplosioni d’energia che compaiono in prossimità di grandi quantità di macchie solari. I brillamenti liberano nello spazio enormi quantità d’energia con un’ampia gamma di radiazioni sia luminose sia soniche, che viaggiano ad alta velocità. Nel caso dei flares, brillamenti più intensi, è possibile notare l’emissione di un’ultraradiazione, detta anche radiazione cosmica formata da particelle ad altissima energia che si propagano a velocità prossima a quella della luce. Quando, un flare esplode presso il centro del disco solare, dopo circa 26 ore, il flusso di particelle proveniente dal Sole, raggiunge il nostro pianeta, dove colpirà violentemente le particelle ionizzate (cariche) presenti nella nostra atmosfera, spostandole a quota più bassa, così trattenute ai due poli del campo magnetico (ai poli il campo magnetico terrestre è più debole, pertanto non può respingere le cariche) della Terra danno origine al Nord, al fenomeno dell’aurora boreale, ed al Sud al fenomeno dell’aurora australe.

I flares oltre a produrre il fenomeno delle aurore, sono, inoltre, causa delle interferenze nelle telecomunicazioni, poiché vi è una parte dell’atmosfera terrestre detta ionosfera, importante per la telecomunicazione, poiché è proprio in questa zona che vi sono i satelliti artificiali che riflettendo i vari segnali la rendono possibile.

Il moto dei pianeti intorno al Sole:
La prima teoria riguardante il Sistema solare fu espressa da Tolomeo, il quale sosteneva una teoria geocentrica, che prevedeva la Terra posta centralmente.
In seguito l’astronomo polacco Copernico, pubblicò un’opera nella quale formulò una prima teoria eliocentrica, la quale proponeva il Sole posto al centro del sistema planetario e gli altri pianeti che vi ruotavano intorno descrivendo orbite circolari, tale tesi fu successivamente confermata da Galileo Galilei, il quale dopo aver eseguito numerose osservazioni con il cannocchiale ed avere riconosciuto la teoria eliocentrica, dovette abiurare.
Infine l’astronomo tedesco Keplero, modificò la teoria eliocentrica di Copernico, formulando le tre cosiddette leggi di Keplero, le quali regolano il movimento dei pianeti attorno al Sole:

• La prima legge afferma che: i pianeti descrivono orbite ellittiche, complanari, aventi tutte un fuoco in comune in cui si trova il Sole, ovvero, i pianeti descrivono tutti orbite ellittiche intorno al fulcro centrale, costituito dal Sole, compiendo una rivoluzione, cioè, ruotando, intorno al Sole, in senso antiorario.

• La seconda legge afferma che: il raggio vettore che unisce il centro del Sole con il centro di un pianeta, descrive aree uguali in tempi uguali, cioè,gli spazi percorsi sono proporzionali ai loro tempi, poiché più un pianeta si trova vicino al Sole, quindi in perielio, più si muove velocemente per “vincere” la forza gravitazionale del Sole, invece, più un pianeta si trova distante dal Sole, quindi in afelio, più si muove lentamente.

• La terza legge afferma che: i quadrati dei tempi impiegati per il moto di rivoluzione sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal Sole, vale a dire, più un pianeta è vicino al Sole, tanto più velocemente ruota, al contrario, più un pianeta è lontano da esso, tanto più lentamente ruota.

Queste tre leggi sono compendiate nella legge di gravitazione universale espressa da Newton, conformemente alla quale la forza gravitazionale è direttamente proporzionale al prodotto della loro massa ed inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra i due centri.
Tale legge è espressa dalla seguente formula:

[math]F = G \cdot \frac{M \cdot m}{d\cdot d}[/math]

dove g è la costante di gravitazione universale, M e m sono le masse dei due corpi, e d è la distanza fra i loro centri.
La legge di gravitazione universale spiega perché i corpi sono attratti dal Sole date le sue dimensioni (la massa) e non dagli altri pianeti o dalle stelle, e il perché delle orbite ellittiche

Le leggi di Keplero e Newton sono state ulteriormente suffragate dal lancio dei satelliti, poiché, affinché un qualsiasi veicolo spaziale possa svincolarsi dalla terra senza rimanere prigioniero di un‘orbita è necessario imprimergli una velocità iniziale uguale o superiore ala velocità di fuga (è la velocità minima iniziale a cui un oggetto "senza propulsione" deve muoversi per potersi allontanare indefinitamente da una fonte di campo gravitazionale), che dipende dal corpo celeste (maggiore è la massa del pianeta, maggiore è la velocità di fuga) e dalla sua distanza (la velocità di fuga di un pianeta sarebbe minore se il veicolo si trovasse gia in orbita intorno ad esso a una certa distanza); una volta raggiunta o superata la velocità di fuga il veicolo può proseguire indefinitamente nello spazio per inerzia (senza spinta).

Famiglie di pianeti:
I pianeti del sistema solare sono molto diversi tra loro come natura, come grandezza e come distanza dal Sole, proprio dalla loro distanza dal Sole dipende la quantità di energia per unità che li raggiunge e che ne condiziona le temperature superficiali.
Oltre alle diverse temperature, anche le masse differenti hanno condizionato l’evoluzione dei singoli pianeti. In base alle loro dimensioni, i pianeti vengono distinti in due famiglie:
• pianeti interni, piccoli, o di tipo terrestre (Mercurio, Venere, Terra e Marte).
• pianeti esterni, giganti o di tipo gioviano (Giove, Saturno, Uranio e Nettuno).

Le differenze tra i due gruppi sono numerose:
• Le dimensioni: il diametro del pianeta terrestre più grande (la Terra) è circa 1/4 del pianeta gioviano più piccolo (Nettuno).
• La densità: nei pianeti terrestri la densità è in media 5 volte superiore a quella dell’acqua, mentre in quelli gioviani è circa 1,5 volte o anche meno.
• La natura dei materiali che li costituisce (da cui dipende anche la densità): i pianeti terrestri sono piccole sfere di rocce e metalli. La struttura tipica di tutti i pianeti terrestri presenta un nucleo di materiali ad alta densità (metalli), avvolto da un mantello di minor densità (ossidi e silicati di ferro e magnesio), a sua volta ricoperto da una crosta di materiali ancora meno densi (le “rocce”). I pianeti gioviani sono formati principalmente da gas (idrogeno ed elio) e ghiacci (metano ed ammoniaca), con una certa quantità di materiale roccioso.
• L’atmosfera: i pianeti terrestri sono privi di atmosfera o, se la possiedono, essa è sottile e tenue, quelli gioviani, invece, hanno atmosfere dense e spesse. Questa è una conseguenza della massa dei singoli pianeti e della loro distanza dal Sole, poiché la grande massa dei pianeti gioviani trattiene più facilmente le molecole di gas, queste ultime, a causa delle basse temperature dovute alle grandi distanze dal Sole, non raggiungo la velocità (per agitazione termica, che si verifica con un aumento di calore) a cui arrivano invece le molecole dei gas sui pianeti interni. Venere, Terra e Marte riescono a trattenere solo le molecole dei gas più pesanti e le loro atmosfere sono una frazione piccolissima della massa totale.
• Il numero dei satelliti: dei pianeti terrestri, gli unici ad averne sono la Terra che possiede la Luna e Marte che ne possiede due. I pianeti gioviani ne possiedono molti, oltre alle strutture particolari come gli anelli.

I corpi minori:

I corpi minori sono:

• Gli asteroidi: di questi, ne sono stati catalogati finora circa 200, ma il loro numero totale è almeno il doppio.
Questi corpi, si distribuiscono:
perlopiù tra le orbite di Marte e Giove, dove formano la cosiddetta fascia degli asteroidi (larga circa 2 U.A.), ed alcuni si trovano in prossimità delle orbite dei pianeti o, addirittura le intersecano. Hanno dimensioni medie di decine di km, ed alcuni come Cerere raggiungono dimensioni di centinaia di km; la loro superficie, almeno nei maggiori, è segnata da numerosi crateri da impatto.
Un migliaio circa, di asteroidi ruota con stabilità nell’orbita di Giove. Altri, infine, ruotano su orbite molto allungate, che giungono fino oltre quelle di Nettuno. Il primo di questi corpi detti “trans-nettuniani” è stato scoperto nel 1992 e ha un diametro di 130 km; da allora ricerche specifiche ne hanno individuati circa 800, la maggior parte con un diametro di circa 100 km, mentre uno di essi, Eris (battezzato in origine Sedna e ritenuto, all’inizio, un nuovo possibile pianeta), con un diametro di quasi 2.400 km, si trova quasi tre volte più lontano di Nettuno.

• Plutone, classificato fino al 2006 (in quell’anno fu lanciata la sonda “New Horizons”, che raggiungerà Plutone nel 2015) come pianeta, è ora considerato tra i corpi trans-nettuniani, è un corpo più piccolo della Luna, formato da polveri e gas congelati (metano e ammoniaca), che percorre la propria orbita intorno al Sole in 248 anni, accompagnato dal satellite Caronte.

• Le meteore e i meteoriti:
Altri corpi minori sono le meteore ed i meteoriti, frammenti di materiale in orbita intorno al Sole.
Quando questi corpi si avvicinano ad un pianeta, come nel caso della Terra, vengono attratti dalla forza gravitazionale, attraversano l’atmosfera, ed a seconda delle dimensioni dell’oggetto si possono verificare due casi:
- se il corpo è molto piccolo (da 0,1 g a qualche kg), l’attrito con l’atmosfera lo rende incandescente e lo fa evaporare, tale fenomeno da origine ad una scia luminosa che viene chiamata meteora o stella cadente.
- se il corpo è abbastanza grande da non essere tutto consumato dall’attrito, il materiale raggiunge la superficie del pianeta e costituisce un meteorite.
Le meteore viaggiano con velocità di decine di km/s e si “accendono” tra 80 e 120 km di altezza, per spegnersi attorno ai 50 km, disintegrandosi completamente. Si possono osservare anche sciami di meteore ad intervalli precisi, questi si formano quando la terra attraversa il pulviscolo disseminato da una cometa lungo la sua orbita, come nel caso delle famosissime ‹lacrime di San Lorenzo›, meteore che compaiono annualmente ogni anno intorno al 12 Agosto, quando la Terra attraversa le polveri disseminate lungo l’orbita della cometa Swift-Tuttle.
Le meteoriti note, variano di peso, da 1 grammo ad oltre dieci tonnellate. Vi sono differenti tipi di meteoriti, per esempio alcune particelle possono venire rallentate senza bruciare e depositarsi sulla superficie di un pianeta come polvere, queste sono dette micrometeoriti.
Le meteoriti maggiori, raggiungono la superficie con impatti violentissimi, a volte, anche esplodendo e rompendosi in numerosi frammenti o vaporizzandosi. L’urto tra la meteorite e la Terra produce un cratere da impatto (crateri da impatto sulla terra sono pochi, poiché l’attività geologica ne cancella le tracce), che può arrivare a molti chilometri di diametro.
Si ritiene che la maggior parte delle meteoriti, provenga dalla fascia degli asteroidi, dove violente collissioni scagliano numerosi frammenti in ogni direzione.
In base alla composizione mineralogica, possiamo suddividere le meteoriti in tre gruppi:
- lititi: meteoriti simili a rocce, ai quali appartengono le cosiddette condriti (l’80% delle meteoriti raccolte), contenenti tipiche sferette di aspetto vetroso, di dimensioni millimetriche, chiamate còndrule, e derivate dal rapido raffreddamento di gocce fuse della ‹polvere› della nebulosa da cui è nato il Sistema solare, queste meteoriti hanno in maggior parte un età di 4.560 milioni di anni (l’età attribuita al sistema solare) e non mostrano tracce di trasformazioni, per cui sono il miglior ‹campione› della composizione media del materiale da cui si è originato il Sistema solare; altri tipi di lititi, sono meteoriti meno antiche e simili a certe rocce magmatiche terrestri e si sono formate per raffreddamento di materiale che in precedenza aveva subito una totale fusione, e sono pelopiù frammenti di qualche asteroide, o, di un corpo maggiore, come la Luna o Marte.
- Sideriti, di tipo metallico (essenzialmente ferro in lega con nichel), sono probabilmente, frammenti del nucleo metallico di piccoli asteroidi completamente frantumati da qualche collisione.
- Sideroliti, miscuglio, in varie proporzioni, di materiale roccioso e metallico.

• Le comete:
Le comete, sono state definite “palle di neve sporca”, poiché, sono costituite da gas e da vapori congelati (acqua, metano, ammoniaca, anidride carbonica), misti a piccoli frammenti di rocce, essi si muovono lungo orbite allungate, delle quali, la maggior parte arriva oltre Nettuno.
Quando le comete si avvicinano al Sole, le radiazioni fanno sublimare i gas congelati, che trascinano con sé le polveri imprigionate nei ghiacci.
Le comete, sono costituite da un nucleo, dal diametro di alcuni chilometri, attorno al quale si forma un alone rarefatto e luminoso detto chioma, ed in quasi tutte le comete si sviluppa la coda, un velo brillante che si allunga per milioni di chilometri in senso opposto ala direzione del Sole, provocato dal pulviscolo spinto dalla luce solare in direzione radiale.
Le comete, ogni qualvolta, passano attorno al Sole, perdono una parte di massa (anche molte tonnellate al secondo) e col tempo divengono meno luminose, fino ad estinguersi dopo un certo numero di passaggi intorno a Sole.
Tra le più famose comete con breve periodo di ritorno, ricordiamo la cometa di Halley, le cui apparizioni periodiche, hanno innumerevoli testimoni, tra i quali, anche Giotto, il quale la dipinse nel suo celebre affresco “L’adorazione dei Magi”; il corso dell’ultimo passaggio della cometa di Halley, è stato seguito con cinque sonde spaziali automatiche, che hanno intercettato l’orbita della come. Una di queste sonde, battezzata Giotto, ha addirittura attraversato la chioma della cometa di Halley, passando a soli 600 km circa dal nucleo, raccogliendo e trasmettendo (a Terra) un’enorme quantità di dati, e di splendide immagini.
Una peculiarità delle comete sono i getti luminosi che partono dalla superficie del nucleo (il nucleo, ruota lentamente attorno a se stesso), rivolta verso il Sole, per disperdersi nello spazio (si pensa tali getti luminosi siano dovuti alla composizione chimica delle comete, poiché costituite da un miscuglio di polveri che intrappolano sostanze in grado di sublimare rapidamente, quando il Sole riscalda la superficie del nucleo e formare tali getti luminosi).
Nel 1999 fu lanciata la sonda spaziale Stardust, la quale attraversò la chioma della cometa Wild 2, raccogliendo campioni dei granuli di polvere, che in seguito, nel 2006, ha paracadutato sulla Terra.
Dopo avere studiato le comete, gli scienziati hanno affermato che queste provengono da zone a temperature bassissime, ma alcuni granuli esaminati, hanno presentato alcuni minerali cristallizzati, il che vuol dire che quei granuli sono passati allo stato fuso, prima di raffreddarsi e cristallizzarsi, dunque, parte del materiale delle comete, sarebbe originato, in prossimità del Sole.
La fascia di Kuiper e la nube di Oort:
La costruzione delle orbite delle comete a lungo periodo, con tempi di percorrenza dell’orbita di oltre 200 anni, portò l’astronomo olandese J.Oort a ipotizzare che tali corpi siano distribuiti nello spazio a formare una specie di alone sferico intorno al Sole ed ai pianeti, pertanto che viaggiano nell’estrema periferia del Sistema solare.
La nube di Oort (potremmo definire la nube di Oort come il guscio esterno del sistema solare), come oggi viene chiamata, inizia all’esterno del sistema dei pianeti e si estende per oltre 100.000 U.A. (pari a 15.000 miliardi di km o 1,5 a.l), circa un terzo della distanza del Sole dalle stelle più vicine.
Nella nube di Oort, almeno 600 miliardi di nuclei ghiacciati si muovono lentamente su orbite lontanissime dal Sole ma, i nuclei sono così debolmente legati al Sole che il passaggio ravvicinato di una stella provoca delle perturbazioni nel loro moto, e vengono così scagliati verso lo spazio interstellare o deviano su orbite che li portano su orbite in prossimità del Sole e dei pianeti, dove si manifesta con la tipica attività delle comete.
Ma, esistono altre comete, quelle a breve periodo (meno di 200 anni) che provengono invece dalla parte interna della nube, nota come fascia di Kuiper (dal nome dell’astronomo che né ipotizzò l’esistenza).
È una specie di ciambella schiacciata “disegnata”, da almeno un miliardo di corpi che orbitano al di là dei pianeti, fino a 150 miliardi di km, e che costituiscono un’estensione del sistema planetario, poiché essi ruotano in prossimità del medesimo piano ideale su cui si muovono le orbite dei pianeti, mentre gli altri corpi della nube ruotano con piani variamente orientati.
Nella fascia di Kuiper sono stati identificati di recente numerosi asteroidi (oltre un migliaio, ma il numero totale è stimato in almeno 30.000).
La sonda New Horizons, dopo avere raggiunto Plutone nel 2015, si avvicinerà a qualche corpo della fascia di Kuiper.
Per quanto riguarda la loro origine, dato che a quella distanza dal Sole la materia originale era troppo rarefatta perché si condensasse, si ritiene che i nuclei si siano formati nella regione dei pianeti giganti tra Giove e Nettuno, e da dove sarebbero stati scagliati, tramite il meccanismo di fionda planetaria, verso la periferia del sistema solare, accumulandosi nel gigantesco “congelatore”, che è la nube di Oort.
Della nube di Oort non né abbiamo prove certe, ma né deduciamo l’esistenza dagli effetti come, il continuo stillicidio (movimento continuo) di comete a lungo periodo che penetrano nel sistema planetario.
Molto importante è la loro capacità di entrare in collisione con un pianeta, poiché, è per tale via che la Terra, all’inizio della sua evoluzione, ha ricevuto gran parte delle sue riserve di acqua superficiale e polveri cometarie che sono ricche di composti organici, che hanno permesso lo sviluppo della vita.

L’origine e l’evoluzione del Sistema solare

Dai campioni raccolti nello spazio ed in seguito analizzati, possiamo affermare che la nascita del nostro Sistema solare risale a circa 4,6 miliardi di anni fa, in una zona periferica della nostra galassia e più precisamente in una parte del braccio di Orione.

Le teorie sulla formazione del Sistema solare sono diverse:

• Ipotesi monistica: formulata nel VXII secolo dal filosofo francese cartesio, il quale fece risalire l’origine sistema planetario ad una nube planetaria (questa costituisce la base della teoria accettata oggi giorno).

• Ipotesi dualistica: (Leclerc De Buffon) nel VXIII secolo, invece, Leclerc pensò che una grossa meteora passando nelle vicinanze di un Sole già esistente, attrasse materia, che venne ad occupare lo spazio circostante questo Sole e successivamente si misero a ruotare e ad occupare orbite distinte.

• Ipotesi monistica: (De La Place e Kant nel XIX secolo) tale teoria venne ripresa da De La Place e da Kant i quali ipotizzarono che da una nebulosa già esistente, aggiungendosi man mano altri elementi, questi dovettero cominciare a ruotare più velocemente per mantenere la stessa quantità in un sistema iniziale isolato.

• Seconda ipotesi dualistica: (XX secolo di Jeans, la stella che si avvicino al Sole, provocò un’onda d’urto che fece disperdere nello spazio la materia solare, che viene detta onda moreole) Jeans suppose che, un Sole già esistente, subendo perturbazioni gravitazionali a causa del passaggio di una stella vicina, perse materia che si distribuì nello spazio intorno ad esso, così aggregandosi ad altro pulviscolo li presente, cominciò a ruotare attorno a questo Sole.

• La teoria monistica odierna:
Circa 4,6 miliardi di anni fa, si suppone che nella regione di spazio nella quale oggi viviamo, dovesse estendersi in una zona del braccio di Orione una grande nebulosa, composta da gas e da altri elementi più pesanti, giacché si pensa che questa nebulosa ebbe origine dall’agglomerarsi di nebulose planetarie, dovute a loro volta all’esplosione di novae e supernovae.
L’equilibrio mantenuto fino ad allora in tale regione di spazio fu improvvisamente scombinato, probabilmente, dall’onda d’urto causata dall’esplosione di una supernova situata nelle vicinanze, che determinò il collasso della nube in un vortice gigantesco.
Con il continuo progredire della contrazione e il crescere della velocità di rotazione, la nube assunse la forma di un disco appiattito, nel cui centro andò accrescendosi un nucleo sempre più denso e caldo, detto proto-Sole e nelle regioni più esterne le ripetute collisioni tra granuli di ghiaccio e di polveri determinarono l’aggregazione di corpi via via maggiore che si risolsero nella nascita dei planetesimali, i quali, a loro volta, scontrandosi e fondendosi con altri pianeti accrebbero la propria massa.
Il continuo aumento di temperatura, causato dal progressivo riscaldamento del proto-Sole impedì l’accumulo di ghiaccio nei corpi più vicini come, appunto, i pianeti interni (compresi tra il Sole e la fascia degli asteroidi) che sono perlopiù rocciosi, al contrario i corpi a distanza maggiore, come i pianeti esterni (al di là della fascia degli asteroidi) poterono aumentare la propria massa ghiacciata e ad attrarre giganteschi involucri di gas, infatti, Giove essendo in una posizione intermedia, poté raccogliere molti gas divenendo un pericoloso ‹antagonista› del Sole.
Con l’aumento della massa e del proprio campo gravitazionale, si crearono le prime atmosfere ed i pianeti ottennero ognuno un ampio corridoio di spazio lungo la propria orbita, ripulendosi di gas e polveri, che, tuttavia, andarono ad accrescere la massa del proto-Sole, al cui interno la continua contrazione, fece aumentare la temperatura fino al punto di innescare le prime reazioni nucleari.
Alla sua accensione, così, il Sole, emise una gigantesca esplosione di energia, detta T-Tauri (così definita perché l’accensione del Sole è avvenuta analogamente all’accensione di una stella della costellazione del Toro) che investì l’intero sistema, e da origine ad un intenso vento solare che spazzò nello spazio interstellare le atmosfere primordiali, gas e le polveri residue, insieme a buona parte della massa del Sole.
Durante questa fase, molti corpi isolati, anche di notevoli dimensioni, come gli asteroidi, furono attirati all’interno del Sistema solare, dalla forza gravitazionale di Giove e diedero origine al cosiddetto ‹bombardamento cosmico›, al quale fenomeno parteciparono anche numerose comete, i cui impatti riportarono sui pianeti interni l’acqua, che, fu però spazzata via dal vento stellare e trasferita nella nube dio Oort come nuclei ghiacciati. Di tale fase si conservano tracce ancora oggi, sotto forma di crateri da impatto sulle superfici di molti pianeti e satelliti come la Luna.

L’evoluzione dei pianeti e dei corpi minori:
I pianeti interni, Mercurio, Venere, Terra e Marte, per il calore generato dai numerosi impatti con gli asteroidi che cadevano sulla loro superfici e per quello liberato nel loro interno dal decadimento di materiali radiattivi, arrivarono ad una fusione quasi totale.
Nella massa fluida gli elementi più pesanti, soprattutto ferro e nichel, sprofondarono verso il centro dei pianeti, dove formarono nuclei metallici ad alta densità, mentre gli elementi più leggeri (come silicio, ossigeno, calcio, sodio, potassio) migrarono per “galleggiamento” verso la parte esterna dei pianeti, dando origine a mantelli di ossidi e silicati.
Nella fase di fusione e surriscaldamento, cui seguirono un raffreddamento e una graduale solidificazione (tuttora in atto), si liberarono una grande quantità di materiali gassosi e di vapori, che si unirono a quelli liberati dagli impatti di comete, generando le prime atmosfere che, però non sono le atmosfere odierne, poiché col passare del tempo i pianeti hanno subito ulteriori modifiche.
I corpi esterni, invece, essendo maggiormente distanti da Sole, le masse di Giove e Saturno raccolsero quantità assai maggiori di frammenti di ghiaccio, finché non divennero capaci di trattenere gli elementi più leggeri; i loro nuclei di rocce e di ghiacci, si rivestirono di enormi involucri ricchi di idrogeno ed elio, dense atmosfere alla cui base, per l’enorme pressione, l’idrogeno si è raccolto a formare anche oceani liquidi.
Evoluzione analoga ebbero anche Urano e Nettuno, ma per le dimensioni minori, hanno trattenuto molto meno elio, ma, hanno comunque conservato atmosfere di idrogeno e metano, che avvolgono superfici di gas congelati.
I satelliti seguirono lo stesso sviluppo ed evoluzione dei rispettivi pianeti attorno ai quali orbitano, obbligati dalla loro (dei pianeti) forza gravitazionale.
La nube di Oort e la fascia di Kuiper, nacquero grazie al vento solare che aveva spinto diversi materiali come l’acqua, nella periferia del Sistema solare, dove si aggregarono nello spazio miliardi di nuclei ghiacciati.

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