martedì 15 giugno 2010

Migrazione dei pianeti e nuove lune: il Sistema Solare che evolve

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L’intero cosmo è in costante evoluzione, non c’è più alcun dubbio. Nuove stelle si stanno continuamente accendendo mentre altre stanno morendo, in maniera più o meno violenta. Eppure il Sistema Solare sembrava rimanere quello di sempre, quello che ho studiato ormai svariati decenni fa (purtroppo!): una manciata di pianeti con il corredo di numerose lune e una miriade di corpi minori, dalle comete agli asteroidi.

Solo recentemente, con la scoperta degli oggetti transnettuniani, la successiva introduzione di una nuova classe di oggetti (i pianeti nani) e il declassamento di Plutone, il vecchio quadro di un Sistema Solare statico e formatosi quasi 5 miliardi di anni fa ha iniziato a vacillare. Nuove scoperte e recenti studi dimostrano come il nostro angolo galattico è stato ed è tuttora decisamente più dinamico di quanto si pensasse.

Ormai è certo che i pianeti gassosi, in particolare Saturno, Urano e Nettuno, non si sono formati dove oggi li osserviamo. Una serie di indizi (crateri da impatto sulla Luna, satelliti Troiani e oggetti della cintura di Kuiper) ci fanno ipotizzare che circa 3,9 miliardi di anni fa una serie di eventi ha plasmato il nostro Sistema esterno come oggi lo conosciamo. Gomes, Levison, Tsiganis e l’italiano Morbidelli hanno proposto nel 2005 quello che oggi è noto come il Modello di Nizza (vedere anche: http://en.wikipedia.org/wiki/Nice_model), secondo il quale i quattro grandi pianeti Giove, Saturno, Nettuno e Urano (proprio in questo ordine…), orbitarono tranquilli per svariati milioni di anni dopo la loro formazione, circondati da una fascia di planetesimi abbastanza affollata. Quando Giove e Saturno entrarono in risonanza 2:1, l’orbita di Saturno aumentò pericolosamente la sua eccentricità interagendo fortemente con quella di Nettuno, allora più interno di Urano. L’effetto finale fu un intenso bombardamento del Sistema Solare interno (il Grande Bombardamento Tardivo), lo spostamento di una grande quantità di planetesimi verso l’esterno a formare la fascia di Kuiper, la cattura dei satelliti Troiani da parte di Giove e l’aumento del raggio orbitale di Urano e Nettuno, con la migrazione di quest’ultimo che divenne il pianeta più lontano.

E se nuove stelle si stanno formando nelle nebulose della nostra galassia, così sembra che nuove lune si stiano formando attorno ai giganti gassosi del Sistema Solare. In particolare intorno a Saturno ce ne sono sette piuttosto bizzarre: Atlante, Pandora, Prometeo, Epimeteo, Giano, Mimas, Encelado e Teti. Orbitano nelle vicinanze degli anelli principali di Saturno, quelli visibili con un telescopio da terra, e hanno forme piuttosto irregolari. Si è sempre pensato che siano stati catturati dal pianetone, poi però le misure della sonda Cassini hanno dimostrato che così non può essere…
Un recente lavoro di un gruppo di studiosi francesi ed inglesi, guidati da Sébastien Charnoz, dimostra che le sette piccole lune di Saturno si sono formate aggregando il materiale degli anelli. E neppure tanto tempo fa: la loro età non supera i 10 milioni di anni!
Attorno ad ogni pianeta esiste un confine invisibile, detto limite di Roche, all’interno del quale un satellite, purché di sufficiente dimensione, si frammenta per effetto delle forze mareali dovute al gradiente gravitazionale.




Per Saturno il limite di Roche equivale a 147mila chilometri, e non a caso si trova appena oltre l'anello F. Naturalmente vale anche il contrario: quando il materiale degli anelli supera il limite di Roche, allontanandosi dal pianeta, tende ad aggregarsi, fino a formare un corpo di dimensioni tali da poter essere considerato un satellite. Et voilà: la luna è servita!

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