Salve ragazze e ragazzi! Abbiamo finora visto, nella nostra descrizione del Sistema Solare, le proprietà dei corpi più interni del sistema solare: i pianeti ed i loro satelliti. Prendendo come misura la Unità Astronomica (UA, la distanza media della Terra dal Sole), siamo arrivati a descrivere i pianeti fino al più esterno, Plutone, che orbita, in media, a sole 40 UA dal Sole. Oltre il limite dell orbita di Plutone entriamo nella fascia di Kuiper, una sorta di disco spesso, una ciambella se vogliamo visualizzarlo, composta da migliaia di asteroidi, che si estende per centinaia di UA, fino a congiungersi con la nube di Oort, il grande involucro sferico, profondo migliaia e migliaia di UA, composto da miliardi di nuclei cometari, che racchiude Sole pianeti ed asteroidi e che si estende per circa centomila UA. Anche gli asteroidi della fascia di Kuiper e i nuclei cometari della nube di Oort risentono della azione gravitazionale del Sole, così come del suo campo di radiazione, del vento solare e del campo magnetico. Ovviamente, dato che queste azioni dipendono molto fortemente dalla distanza, oltre Plutone la attrazione gravitazionale del Sole e la temperatura dovuta alla radiazione ricevuta dal Sole e il vento solare, sono assai deboli e vanno via via scemando inoltrandosi nella fascia di Kuiper prima ed ancora di più nella nube di Oort. Veniamo ora agli asteroidi. Questi sono corpi rocciosi, di forma anche molto irregolare, non necessariamente sferica, con dimensioni che possono andare dal chilometro alle diecine di chilometri per alcuni di essi, o più come vedremo fra poche righe. Ne troviamo due fasce compatte, fra Marte e Giove. Questi asteroidi, conosciuti da molti anni, facevano ritenere che il tipico oggetto celeste appartenente a questa categoria fosse della dimensione di qualche chilometro. 1
Con il miglioramento dei telescopi da Terra e, soprattutto, con l invio di satelliti artificiali ospitati a bordo veri e proprio osservatori astronomici automatici, ci si rese conto che anche molti dei satelliti dei pianeti, potevano probabilmente essere asteroidi catturati per azione gravitazionale dai pianeti stessi e costretti ad orbitarci intorno. Così sono, ad esempio, i due satelliti di Marte, Phobos e Deimos, una sorta di giganteschi sassi di forma a sigaro (ad esempio Phobos ha dimensioni 19x22 x 27 chilometri), ma anche molti dei satelliti più esterni ad esempio di Giove e Saturno, scoperti negli ultimi 25 anni, hanno aspetto e dimensioni simili. Questo fatto, assieme ai grandi crateri che si osservano non solo sulla Luna ma anche sugli altri pianeti solidi, ci fa pensare ad un epoca, assai remota se comparata alla storia dell Umanità, in cui anche la parte più interna del Sistema Solare, quella dei pianeti, era molto più affollata di asteroidi di quanto non lo sia oggi. Nel corso di milioni e milioni di anni questi corpi sono andati diradandosi per gli inevitabili urti o perchè, attratti dalla forza gravitazionale del Sole e dei pianeti, vi si sono schiantati sopra, o dentro nel caso del Sole e dei pianeti gassosi. I sopravvissuti sono quelli che, per le particolari condizioni del loro moto, sono entrati in orbita attorno al Sole, come nel caso dei vari gruppi che si trovano fra Marte e Giove, o quelli che sono diventati satelliti di qualche pianeta. 2
Negli ultimi anni però si è scoperta l esistenza di un nuovo tipo di oggetti, sempre appartenenti alla categoria degli asteroidi, ma con caratteristiche diverse, soprattutto per le dimensioni. Chirone, ad esempio, ha dimensioni di circa 200 chilometri e la sua orbita sta addirittura fra quella di Nettuno e quella di Plutone. Fino a qualche anno fa, il maggiore di questi asteroidi di grandi dimensioni era Varuna, con un diametro di circa 1000 chilometri ed una forma piuttosto regolare e sferica. Come abbiamo visto, a partire dall'autunno 2002, si sono trovati vari corpi di dimensioni ragguardevoli, confrontabili se non superiori a quelle di Plutone: Quaoar, Sedna e gli altri planetoidi scoperti hanno diametri che vanno dai 1200 agli oltre 3000 chilometri. L esistenza oramai comprovata di questi corpi, chiamati transplutoniani o Plutini, ci fa sospettare sempre più che Plutone non sia un vero e proprio pianeta, formatosi come e assieme agli altri 8, ma piuttosto un sistema doppio di grossi asteroidi, come Quaoar e Sedna, appartenenti a questa nuova classe che stiamo scoprendo proprio in questi anni. Gli studi sono appena iniziati e aspettiamo nuove conferme, per il momento si tratta di un ipotesi, supportata da alcune evidenze. L estensione esatta della fascia di Kuiper, che comincia come abbiamo appena visto dalla orbita di Plutone, non è ancora conosciuta e definita con precisione. Probabilmente si estende per qualche migliaio di unità astronomiche, fino a confondersi con la nube di Oort. In questa ultima zona sferica, che a sua volta si estende per centinaia di migliaia di UA, troviamo miliardi di nuclei cometari. Sono i nuclei, solidi, delle comete, che circondano in una gigantesca sfera tutti gli altri sotto-sistemi che abbiamo finora visto. A queste distanze la seppur importante azione gravitazionale del Sole, assieme alla radiazione, perde praticamente tutta la sua efficacia e questi nuclei cometari, una sorta di sassi ricoperti di ghiacci di una diecina di chilometri di dimensione (quello della famosa cometa di Halley, osservato da vicino dal satellite Giotto, ha dimensioni di 16x8x8 chilometri), restano nelle loro orbite assai lontane dal centro del Sistema Solare. Alcuni di questi nuclei possono avere orbite che li portano vicini ai limiti della fascia di Kuiper, o che comunque puntano verso il centro del Sistema Solare. 3
(a) Il nucleo della cometa di Halley fotografato dalla sonda Giotto nel 1986. (b) Una rappresentazione schematica del nucleo della cometa. In queste condizioni, man mano che si avvicinano, risentono sempre più fortemente della attrazione gravitazionale del Sole e ne vengono attratti. Quando oltrepassano il limite dell orbita di Plutone verso l interno la pressione della radiazione ed il vento solare iniziano a farsi sentire e lo strato più superficiale dei ghiacci di cui è ricoperto il nucleo cometario inizia a vaporizzare formando, attorno al nucleo stesso, una sorta di involucro gassoso, denso e luminoso, detto chioma. Si tratta di particelle di piccolissime dimensioni, come quelle di un granello di polvere, che via via che la cometa si avvicina al Sole, vengono sospinte lontano dal nucleo dal vento solare, tanto più forte, come abbiamo visto, quanto più ci avviciniamo al Sole. La coda delle comete può essere un fenomeno, visto dalla Terra, estremamente suggestivo, dato che queste particelle riflettono anch esse la luce solare. In realtà si tratta di una sorta di nebbia che la cometa lascia dietro di sé, anche per centinaia di milioni di chilometri, e che ci può dare importanti informazioni, ad esempio dal colore della coda, sulla composizione di questi ghiacci. L orbita delle comete nelle vicinanze del Sole varia molto a seconda della velocità e direzione con cui entrano nella zona dei pianeti. Alcune vanno a sfracellarsi sul Sole o su Giove, che le attraggono in ragione della loro massa molto maggiore, altre vengono catturate dal Sole e costrette in un orbita periodica, 4
come la cometa di Halley che gira attorno al Sole in un orbita molto ellittica e con un periodo di 76 anni circa, altre ancora vengono respinte fuori dal Sistema Solare. Anche le particelle che formano la coda restano in orbita attorno al Sole. Quando la Terra passa attraverso zone di questo genere abbiamo il fenomeno delle cosiddette stelle cadenti, o meteoriti. Niente stelle dunque, anche se il nome è suggestivo, ma bensì granelli di polvere che, entrando nell atmosfera a forte velocità, si surriscaldano per attrito e vaporizzano in pochi attimi, dando luogo a strisce luminose che possono durare qualche secondo. Con questo abbiamo visto tutti i corpi del Sistema Solare, abbiamo capito quale sia la sua forma complessiva, quali le dimensioni. Ma oltre il Sistema Solare? Soffermiamoci ancora un momento sulle dimensioni del nostro Sistema Solare e facciamo un esempio per renderci conto di cosa ci aspetta quando ne usciremo. Supponiamo di partire dal Sole con un satellite costruito oggi, con le tecnologie che abbiamo. Possiamo pensare che esso viaggi ad una velocità media di crociera di 30.000 chilometri all ora. Bene, per arrivare alla nostra Terra impiegheremmo ben 208 giorni. Per arrivare alla distanza di Plutone impiegheremmo 23 anni. Questi tempi sono, tutto sommato, ancora confrontabili con quelli umani. Se però prendiamo in considerazione i limiti della nube di Oort, e quindi del Sistema Solare, ci impiegheremmo più di 20.000 anni! Usciti dal Sistema Solare, dopo tutto questo tempo, ci aspetterebbero almeno altri 20.000 anni per arrivare alla stella più vicina, Alpha del Centauro. Ritroviamo quindi la situazione che abbiamo incontrato all inizio del nostro studio: il nostro grandissimo Sistema Solare e, come vedremo, solo un puntolino sperso nello spazio se lo guardiamo anche dalle stelle più vicine. 5
Ma perché il sistema solare ha una forma sferica? Esistono altri sistemi solari attorno ad altre stelle? Come possiamo pensare siano fatti? Per rispondere a queste domande dobbiamo capire come sono fatte le stelle, come il nostro Sole, come si formano e quale è la loro vita. Nella tappa dedicata alle Stelle, affrontiamo proprio questi argomenti e vediamo come i campi, le forze (gravitazionale e magnetica), e la radiazione, siano fondamentali anche per comprendere il mondo delle stelle. Ricorda che se vuoi avere altre informazioni, vedere più immagini o anche rivolgere una domanda direttamente ad un astronomo puoi recarti sul sito Web www.scopriticielo.it. Entra nel sito e clicca sul tuo Osservatorio, quello di Monte Arancio. 6