Il sistema solare

Il sistema solare, così come lo conosciamo, comprende il Sole e otto pianeti principali con i rispettivi satelliti, oltre a milioni di asteroidi e corpi ghiacciati che formano comete.

La formazione del sistema solare

Il sistema solare si è formato circa 5 miliardi di anni fa, da una nebulosa di gas nella Via Lattea.

Questo materiale interstellare, sotto l'influenza della forza di gravità, ha iniziato a collassare, assumendo progressivamente la forma di un disco appiattito.

Nel centro di questo disco, la densità e la pressione aumentarono al punto che si innescò la reazione di fusione nucleare degli atomi di idrogeno e nacque la nostra stella, il Sole, che iniziò a illuminare e riscaldare l'intero sistema.

Procedendo verso le regioni periferiche del disco, la temperatura diminuiva: questo ha portato i gas a condensarsi in corpi più grandi, come i giganti gassosi e le comete.

La formazione dei pianeti avvenne attraverso collisioni e aggregazioni di particelle solide chiamate planetesimi, che diedero origine ai pianeti terrestri e ai loro satelliti​​.

Il Sole

Il Sole è una stella di media grandezza ed è composta da diverse zone, ciascuna con un ruolo specifico nel trasporto e nella trasformazione dell’energia.

• Il nucleo è il cuore del Sole, dove avviene la fusione termonucleare, un processo che trasforma l’idrogeno in elio, liberando un’enorme quantità di energia.
• La zona radiativa è situata attorno al nucleo. In questa regione l’energia si sposta verso l’esterno tramite radiazione, attraverso un lento passaggio di fotoni da una particella all’altra.
• La zona convettiva è la parte intermedia del Sole dove il trasporto dell’energia avviene per convezione. Grandi bolle di plasma calda si spostano verso la superficie, trasferendo calore man mano che salgono.
• La fotosfera è la superficie visibile del Sole. E' caratterizzata da una struttura a granuli brillanti, ciascuno dei quali rappresenta un flusso di materiale caldo che emerge dall'interno. In questa zona compaiono anche le macchie solari, regioni più scure dovute a temperature più basse rispetto alle aree circostanti.

Intorno al Sole si trova l’atmosfera, che si suddivide in due strati principali:

• La cromosfera è una regione dell'atmosfera solare in cui si osservano imponenti protuberanze di gas, che si estendono per migliaia di chilometri sopra la superficie solare.
• La corona è lo strato più esterno dell'atmosfera, che si estende nello spazio circostante. È qui che ha origine il vento solare, un flusso continuo di particelle cariche che il Sole emette nello spazio e che interagisce con i campi magnetici dei pianeti, influenzando anche il campo magnetico terrestre.

I pianeti

Nel sistema solare si distinguono due categorie principali: i pianeti rocciosi e quelli gioviani (gassosi).

• Pianeti rocciosi
  I pianeti rocciosi sono quelli più vicini al Sole e includono Mercurio, Venere, Terra e Marte. Sono compatti, hanno una densità elevata (circa cinque volte quella dell’acqua), un’atmosfera sottile o assente e pochi satelliti naturali.
• Pianeti gioviani o gassosi
  I pianeti gassosi comprendono Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Questi pianeti sono molto più grandi ma meno densi, circa una volta e mezza la densità dell'acqua. Sono caratterizzati da una composizione di gas e ghiacci, con atmosfere spesse e numerosi satelliti.

Intorno ai pianeti possono orbitare dei corpi minori, detti satelliti naturali o lune.

I satelliti possono variare notevolmente in dimensioni, da piccoli corpi irregolari fino a grandi lune come Ganimede, la luna più grande di Giove, che supera in dimensioni anche il pianeta Mercurio.

Alcune lune, come la nostra Luna, sono rocciose, mentre altre, come Europa di Giove, hanno superfici ghiacciate che potrebbero nascondere oceani sotto la superficie.

I pianeti rocciosi come la Terra e Marte hanno pochi satelliti o nessuno, mentre i giganti gassosi (come Giove e Saturno) possiedono numerose lune. Anche Urano e Nettuno hanno molti satelliti. Alcuni satelliti possono essere stati catturati dalla gravità del pianeta. Altri satelliti si sono formati nello stesso periodo del pianeta, a partire dal materiale presente nella nebulosa solare o sono il risultato di impatti giganti avvenuti nel sistema solare.

Le orbite dei pianeti intorno al Sole

Il movimento di rivoluzione dei pianeti attorno al Sole segue le tre leggi di Keplero, che descrivono l’orbita ellittica dei pianeti, la velocità variabile in base alla distanza dal Sole e la relazione tra il tempo orbitale e la distanza.

L'attrazione tra i pianeti e il Sole è, invece, regolata dalla legge gravitazionale universale formulata da Newton.

$$ F = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2 }{d^2} $$

Si basa su un’interazione che è proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza.

I pianeti non "cadono" nel Sole grazie all'equilibrio tra due forze che si forma tra la forza di attrazione gravitazionale, che tende a portarli verso il Sole, e la forza centrifuga derivante dal loro moto di rivoluzione, che li spinge verso l'esterno. Questo equilibrio crea un'orbita stabile e permette ai pianeti di muoversi intorno al Sole senza avvicinarsi o allontanarsi troppo.

Quasi tutte le orbite dei pianeti del sistema solare si svolgono su un piano comune chiamato piano dell’eclittica, che è il piano dell'orbita terrestre intorno al Sole.

Tuttavia, le orbite dei pianeti non sono perfettamente allineate: ciascun pianeta ha una leggera inclinazione rispetto a questo piano.

Ad esempio, l'orbita di Mercurio ha un'inclinazione di circa 7 gradi, mentre quella degli altri pianeti è più vicina al piano dell’eclittica con variazioni minori.

Altri corpi minori

Nel sistema solare, i corpi minori sono classificati in tre principali categorie:

1. Asteroidi e pianeti nani
   Questi sono oggetti rocciosi che variano in dimensioni e si trovano in due regioni principali:

   • La fascia degli asteroidi, situata tra Marte e Giove.
   • La fascia di Kuiper, che si estende oltre l'orbita di Nettuno. Qui si trovano anche diversi pianeti nani, come Plutone, che condividono caratteristiche intermedie tra asteroidi e pianeti.

2. Comete
   Le comete sono composte prevalentemente di polveri e ghiaccio, percorrono orbite molto allungate. Quando una cometa si avvicina al Sole, il calore provoca la sublimazione del ghiaccio, che forma una "coda" luminosa di gas e polveri, visibile per effetto del vento solare. Le comete possono provenire da:

   • La Nube di Oort, una regione esterna e sferica che circonda il sistema solare, da cui arrivano le comete a lungo periodo (con orbite anche superiori ai 200 anni).
   • La fascia di Kuiper, per le comete con orbite più brevi, che viaggiano in una regione più interna rispetto alla Nube di Oort.

3. Meteore e meteoriti
   Questi corpi derivano da frammenti di asteroidi o comete e possono essere attratti dalla gravità dei pianeti. Quando entrano nell'atmosfera terrestre, vengono chiamate meteore e si incendiano per attrito con l'aria, creando scie luminose nel cielo. Se qualche frammento di meteora raggiunge il suolo, viene chiamato meteorite​​​​.

E così via.