Il sistema solare è una cosa bellissima da vedere. Tra i suoi quattro pianeti terrestri, quattro giganti gassosi, molteplici pianeti minori composti da ghiaccio e roccia, e innumerevoli lune e oggetti più piccoli, non c’è semplicemente carenza di cose da studiare e da cui essere affascinati. Aggiungete il nostro Sole, una fascia di asteroidi, la fascia di Kuiper e molte comete, e avrete abbastanza per tenervi occupati per il resto della vostra vita.
Ma perché esattamente i corpi più grandi del sistema solare sono rotondi? Che si tratti di una luna come Titano o del più grande pianeta del sistema solare (Giove), i grandi corpi astronomici sembrano favorire la forma di una sfera (anche se non perfetta). La risposta a questa domanda ha a che fare con il funzionamento della gravità, per non parlare di come è nato il Sistema Solare.
Formazione:
Secondo il modello più ampiamente accettato di formazione delle stelle e dei pianeti – ovvero l’Ipotesi Nebulare – il nostro Sistema Solare è iniziato come una nuvola di polvere e gas vorticosi (cioè una nebulosa). Secondo questa teoria, circa 4,57 miliardi di anni fa, è successo qualcosa che ha causato il collasso della nube. Questo potrebbe essere stato il risultato di una stella di passaggio o delle onde d’urto di una supernova, ma il risultato finale fu un collasso gravitazionale al centro della nube.
A causa di questo collasso, sacche di polvere e gas cominciarono a raccogliersi in regioni più dense. Mentre le regioni più dense attiravano più materia, la conservazione della quantità di moto fece sì che iniziassero a ruotare, mentre l’aumento della pressione ne provocava il riscaldamento. La maggior parte del materiale finì in una palla al centro per formare il Sole, mentre il resto della materia si appiattì in un disco che gli girava intorno – cioè un disco protoplanetario.
I pianeti si formarono per accrezione da questo disco, in cui polvere e gas gravitavano insieme e si fondevano per formare corpi sempre più grandi. A causa dei loro punti di ebollizione più alti, solo i metalli e i silicati potevano esistere in forma solida più vicino al Sole, e questi avrebbero poi formato i pianeti terrestri di Mercurio, Venere, Terra e Marte. Poiché gli elementi metallici costituivano solo una frazione molto piccola della nebulosa solare, i pianeti terrestri non potevano crescere molto grandi.
Al contrario, i pianeti giganti (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) si sono formati oltre il punto tra le orbite di Marte e Giove dove il materiale è abbastanza freddo da permettere ai composti ghiacciati volatili di rimanere solidi (cioè la Frost Line). I ghiacci che formarono questi pianeti erano più abbondanti dei metalli e dei silicati che formarono i pianeti terrestri interni, permettendo loro di diventare abbastanza massicci da catturare grandi atmosfere di idrogeno ed elio.
I detriti che non diventarono mai pianeti si riunirono in regioni come la Cintura degli Asteroidi, la Cintura di Kuiper e la Nube di Oort. Ecco come e perché si è formato il sistema solare. Perché gli oggetti più grandi si sono formati come sfere invece che come quadrati? La risposta ha a che fare con un concetto noto come equilibrio idrostatico.
Equilibrio idrostatico:
In termini astrofisici, l’equilibrio idrostatico si riferisce allo stato in cui esiste un equilibrio tra la pressione termica verso l’esterno dall’interno di un pianeta e il peso del materiale che preme verso l’interno. Questo stato si verifica quando un oggetto (una stella, un pianeta o un planetoide) diventa così massiccio che la forza di gravità che esercita lo fa collassare nella forma più efficiente – una sfera.
In genere, gli oggetti raggiungono questo punto quando superano un diametro di 1.000 km (621 mi), anche se questo dipende dalla loro densità. Questo concetto è diventato anche un fattore importante nel determinare se un oggetto astronomico sarà designato come pianeta. Questo si basa sulla risoluzione adottata nel 2006 dalla 26a Assemblea Generale dell’Unione Astronomica Internazionale.
In accordo con la risoluzione 5A, la definizione di un pianeta è:
- Un “pianeta” è un corpo celeste che (a) è in orbita intorno al Sole, (b) ha una massa sufficiente per la sua autogravità per superare le forze del corpo rigido in modo da assumere una forma di equilibrio idrostatico (quasi rotonda), e (c) ha liberato il quartiere intorno alla sua orbita.
- Un “pianeta nano” è un corpo celeste che (a) è in orbita intorno al Sole, (b) ha una massa sufficiente per la sua autogravità per superare le forze del corpo rigido in modo che assuma una forma di equilibrio idrostatico (quasi rotonda), (c) non ha liberato il quartiere intorno alla sua orbita, e (d) non è un satellite.
- Tutti gli altri oggetti, eccetto i satelliti, che orbitano intorno al Sole saranno indicati collettivamente come “Piccoli corpi del sistema solare”.
Perché i pianeti sono rotondi? Beh, in parte è perché quando gli oggetti diventano particolarmente massicci, la natura favorisce che assumano la forma più efficiente. D’altra parte, potremmo dire che i pianeti sono rotondi perché è così che abbiamo scelto di definire la parola “pianeta”. Ma d’altra parte, “una rosa con qualsiasi altro nome”, giusto?
Abbiamo scritto molti articoli sui pianeti solari per Universo Oggi. Qui c’è Why is the Earth Round, Why is Everything Spherical, How was the Solar System Formed, e qui c’è Some Interesting Facts About the Planets.
Se vuoi maggiori informazioni sui pianeti, guarda la pagina di esplorazione del sistema solare della NASA, e qui c’è un link al Solar System Simulator della NASA.
Abbiamo anche registrato una serie di episodi di Astronomy Cast su ogni pianeta del sistema solare. Inizia qui, Episodio 49: Mercurio.