Il regno del Sole

Gli astronomi sono convinti che se non tutte, almeno la grande maggioranza delle stelle della nostra Galassia possono vantare una famiglia numerosa come quella del Sole e altrettanto varia. Oggi ha alcuna prova certa dell'esistenza di pianeti attorno ad altre stelle. Di fatto non sappiamo se, per una stella, avere una decina di pianeti sia la norma oppure no. Forse quello del Sole è un sistema molto ricco; forse, invece, è stato costruito "in economia". E la distribuzione delle distanze, delle masse o delle densità che riscontriamo tra i pianeti solari è la regola o l'eccezione?

Questa nostra ignoranza purtroppo non ci consente di avere un quadro preciso di come si sia generato il Sistema Solare. I modelli teorici, lungi dal poter delineare uno scenario generale, devono accontentarsi di soddisfare gli specifici vincoli posti dai nostri pianeti.

Parliamo anzitutto dell'età. La formazione del Sistema Solare risale a 4,55 miliardi di anni fa, come si desume dall'abbondanza di radioisotopi in campioni di meteoriti. L'incertezza di questa cifra è davvero minima, dell'ordine di cento milioni di anni, non di più. Un altro dato significativo è che l'abbondanza di certi elementi nelle atmosfere dei pianeti giganti e nelle meteoriti è più vicina a quella che si misura nel mezzo interstellare che non a quella attuale del Sole. Ciò significa che i pianeti si sono condensati nello stesso materiale da cui è nato il Sole e contemporaneamente ad esso, non da materia già trasformata dai processi nucleari che avvengono dentro la nostra stella. I pianeti sono fratelli e non figli del Sole. La densità dei corpi planetari decresce sensibilmente man mano che ci si allontana dal Sole, mentre le dimensioni e le masse aumentano. Questo andamento regolare suggerisce di suddividere i pianeti in due famiglie.

I pianeti terrestri (Mercurio, Venere, Terra, Marte) sono i più vicini al Sole e si caratterizzano per piccole dimensioni, piccola massa, alta densità, scarsità di satelliti e totale assenza di anelli; la superficie è solida e l'atmosfera può essere sia molto densa, come su Venere, che molto tenue come su Marte e Mercurio.

I pianeti giganti (Giove, Saturno, Urano, Nettuno) si trovano a grandi distanze dal Sole, sono corpi di taglia notevole ma di bassa densità, costituiti soprattutto di idrogeno ed elio. Non hanno una superficie solida, ma un'atmosfera molto estesa che in profondità sviluppa formidabili pressioni. Probabilmente al centro v'è un piccolo nucleo roccioso. Sono accompagnati da molti satelliti e tutti sono circondati da un sistema di anelli, alcuni molto tenui. Resta fuori da questa giustificazione il solo Plutone, che è il pianeta più lontano dal Sole, piccolo e poco denso, con parametri orbitali anomali. Si pensa che Plutone debba aver avuto un'origine diversa da quella dei pianeti "regolari". Le differenze tra pianeti terrestri e giganti gassosi possono trovare una spiegazione nel fatto che nella nebulosa protoplanetaria (la nube di materia che circondava il Sole e da cui si formarono i pianeti) la temperatura era maggiore vicino al Sole e dunque era possibile la condensazione degli elementi poco volatili (in genere i più pesanti), mentre gli altri erano spinti verso l'esterno dalla radiazione solare. Anche la distribuzione delle distanze mostra una certa regolarità:

ciascun pianeta si trova grosso modo ad una distanza doppia di quello che lo precede. Al contrario, i campi magnetici non si possono inquadrare in un unico schema: sono presenti nei pianeti giganti, ma non sempre nei terrestri.

Oltre che pianeti, satelliti e anelli, il Sistema Solare annovera una moltitudine di corpi minori, ma non per questo meno interessanti. Tra le orbite di Marte e di Giove v'è una regione ove si addensano migliaia di asteroidi o pianetini. Il più grande di questi è Cerere, con un diametro di un migliaio di km. Gli altri asteroidi sono molto più piccoli, cosicché tutti insieme a malapena hanno una massa doppia di quella di Cerere. Mediamente più piccoli degli asteroidi sono i nuclei di comete che popolano la parte più esterna del Sistema Solare, in quella che è stata definita Nube di Oort. I nuclei, dì norma, sono massi ghiacciati e quiescenti. Quando una perturbazione gravitazionale di una stella di passaggio li strappa alla Nube di Oort e li lancia verso l'interno del Sistema, il calore del Sole fa sublimare i ghiacci che li ricoprono; il gas e le polveri che si liberano creano gli effetti spettacolari delle code cometarie.