Le origini del sistema solare

 

d ) Le origini del sistema solare Esistono varie teorie sulla formazione del sistema solare, alcune delle quali possono coesistere, essendo possibile che alcuni pianeti si siano formati con un fenomeno ed altri con un processo differente. Le teorie più accreditate sono: 1. la teoria collisionale che prevede uno scontro o collisione tra astri e tra particelle, 2. la teoria della nebulosa iniziale, che risale a Kant, Laplace ed è la più antica; recentemente è stata riproposta modificata; un ammasso nebuloso di gas iniziale si sarebbe schiacciato a forma ellissoidica nella rotazione su sé stesso ed alcune particelle di gas si sarebbero staccate ruotando intorno al centro, avrebbero dato origine a degli anelli e successivamente si sarebbero formati i protopianeti per aggregazione, 3. la teoria della cattura, 4. la teoria dell’accrescimento o coalescenza per effetto della forza gravitazionale, 5. la teoria del filamento molto lungo che si sarebbe formato e per successiva frammentazione avrebbe dato origine ai protopianeti. 6. la teoria della cosiddetta polvere di stelle. L’ipotesi più plausibile sembra quella della nebulosa di gas iniziale che caratterizza le altre stelle. La nebulosa iniziale doveva avere una dimensione di 65 anni luce quindi era una nebulosa molecolare gigante. Conteneva dei frammenti ciascuno dei quali aveva una dimensione di poco superiore a 3 anni luce. Da uno di questi frammenti si è formato il sistema solare. Questi frammenti contenevano al 98% idrogeno, elio e litio provenienti dalla nucleosintesi del Big Bang ed al 2% metalli pesanti provenienti dalla nucleosintesi in stelle delle antiche generazioni. Le inclusioni più antiche trovate nelle meteoriti risalgono a 4,568 miliardi d’anni fa e questa età all’incirca è da considerare quella del sistema solare. Antiche meteoriti rivelano tracce di nuclei stabili figli di isotopi a corta vita come il ferro 60 che si formano soltanto in stelle che esplodono. Questo significa che esistevano supernovae intorno al Sole; un’ onda d’urto con un’aumento della pressione ha innescato il processo di formazione del Sole con il collasso ed una grande densità di materia all’incirca 5 miliardi d’anni fa. Il Sole si è formato dal materiale gassoso preesistente, prevalentemente costituito da idrogeno, che, cadendo verso il centro per effetto della forza d’attrazione gravitazionale, ha generato un aumento della pressione e della temperatura fino a creare le condizioni per il verificarsi delle reazioni di fusione nucleare. Il Sole si è formato all’interno d’un cluster di 1000 ÷ 10000 stelle con una massa complessiva pari a 3000 volte quella del Sole. Sotto la spinta dell’azione della gravità, della pressione del gas, dei campi magnetici e della rotazione la nebulosa ruotando s’è appiattita in un disco protoplanetario con una protostella in formazione al suo centro. Tutto il sistema solare potrebbe derivare dalla nube iniziale in quanto oggi i pianeti girano intorno al Sole nello stesso verso di percorrrenza. Con il procedere del collasso gravitazionale la velocità di rotazione è aumentata in base alla legge di conservazione del momento angolare discendente dalla equazione d ( r x P )/dt = M dove M è il momento delle forze esterne e P è la quantità di moto mv. Quando M è nullo si deve conservare il momento angolare r x P; se r diminuisce, deve aumentare v. Si sono formati dei planetesimi con silicati e metalli con una massa abbastanza piccola e poi si sono trasformati in pianeti rocciosi: Mercurio, Venere, Terra e Marte. Oltre la linea del ghiaccio si sono formati i giganti gassosi come Giove e Saturno; Urano e Nettuno si sono condensati attorno a nuclei di ghiaccio. Uno degli studiosi più importanti dei fenomeni riguardanti le origini del sistema solare è stato Jeans. Sono state fatte simulazioni al computer delle nebulose e del comportamento del gas per comprendere le origini del sistema solare. I pianeti naturalmente hanno subito un’evoluzione continua; le condizioni sono cambiate varie volte. Per la Terra sono state individuate le ere geologiche con cambiamenti del clima e della temperatura nell’atmosfera e nel suolo. Su Marte si pensa che nel passato alcuni fiumi d’acqua abbiano scavato dei solchi che ancora oggi si vedono in superficie. Sicuramente esiste dell’acqua allo stato di ghiaccio nelle calotte polari, dove pure esiste il ghiaccio secco d’anidride carbonica. Il suolo in molti punti si trova allo stato di permafrost come sulla Terra nelle banchise polari, dove si trovano ampi strati d’ acqua ad una certa profondità. Alcuni pensano che esistano dei batteri metanogeni, data la presenza di metano nell’atmosfera. La distanza di Marte dalla Terra varia da circa 56 milioni di chilometri a 400 milioni e conseguentemente varia la magnitudine visuale apparente del pianeta sulla Terra. Se Giove fosse una volta e mezza quello che è ora, si produrrebbe il collasso gravitazionale al suo interno e, se fosse 70/80 volte più pesante, si raggiungerebbe una temperatura adatta per la fusione nucleare, per cui diventerebbe una stella. Nel Sole l’idrogeno, bruciando lentamente con la reazione di fusione nucleare, s’esaurisce lasciando un 30 nucleo inerte d’elio al centro e la regione con le reazioni nucleari dell’idrogeno si sposta in una shell più esterna, facendo aumentare la luminosità e le dimensioni dell’astro. In questo momento il Sole sta bruciando idrogeno con produzione d’ elio nella sequenza principale del diagramma di Hertzsprung-Russell e si trova in equilibrio idrostatico tra la pressione dovuta alle radiazioni delle reazioni termonucleari e la forza gravitazionale. Quando tutto l’idrogeno nel centro dell’astro sarà convertito in elio il Sole subirà un collasso gravitazionale per la mancanza della pressione delle reazioni di fusione nucleare che contrastano la forza gravitazionale. Il collasso causerà un aumento della temperatura sufficiente ad innescare la fusione nucleare dell’idrogeno nel guscio esterno e questo causerà l’espansione della stella fino ad arrivare ad inglobare Mercurio. L’espansione genererà un raffreddamento dell’astro che diventerà una gigante rossa. Quando anche l’idrogeno esterno sarà bruciato il Sole subirà un altro collasso che porterà la temperatura a 100 milioni di gradi in modo da innescare le reazioni nucleari di fusione dell’elio in ossigeno e carbonio. La fusione dell’elio terminerà nel giro di qualche decina di milioni d’anni ed i prodotti della fusione s’accumuleranno inerti nel nucleo. Si verificherà un nuovo collasso con aumento della temperatura e conseguente fusione dell’elio del guscio esterno e dell’idrogeno ancora più esterno. La stella s’espanderà di nuovo fino ad inglobare Venere, incerto è il destino della Terra che forse sarà inglobata anch’essa. Tra 7,8 miliardi d’anni, terminate tutte le fusioni nucleari, Il Sole perderà gli strati esterni con una sorta di vento e collasserà ancora in una nana bianca delle dimensioni della Terra. La nana bianca si raffredderà e nel corso di centinaia di miliardi d’anni si spegnerà definitivamente, trasformandosi in una nana nera. Il Sole, non superando il limite di Chandrasekhar di 1,44 volte la massa solare, non esploderà come una supernova di tipo II. Quando il Sole si sarà esaurito non ci sarà più il calore sulla Terra e la vita non sarà più possibile. Potrebbe essere il momento della fine del mondo per gli uomini sulla Terra. Secondo alcuni, la fine della vita sulla Terra potrebbe avvenire anche prima, tra un miliardo d’anni, per effetto dell’aumento della temperatura, quando tutta l’acqua sul pianeta evaporerà e la vita non sarà più possibile, tranne negli oceani profondi. Forse sarà abitabile Marte per l’aumento della temperatura tra un miliardo d’anni. Dio che ha creato l’universo, la vita sulla Terra e l’uomo, ha poi mandato il Figlio, Gesù Cristo. La Parola di Dio ritorna a Dio, si richiude in sé stessa. Dio chiude il sipario, come l’ha aperto, tiene la regia di tutto. Ha dato l’inizio, darà anche la fine a tutto l’universo. Dio è l’alfa e l’omega di tutto l’esistente. Esiste il principio e ci sarà la fine di tutto nell’universo.