Origini del sistema solare

Le teorie sulla formazione del sistema solare possono essere considerate catastrofiche e nebulari. Nella prima categorie rientrano quelle teorie secondo le quali i pianeti si sarebbero formati a causa di violenti getti di materia emessi dal Sole miliardi di anni fa. Questa categoria di idee è però stata abbandonata in quanto presupponeva uno scontro tra due stelle, cosa che è talmente poco probabile da potersi considerare al limite dell’impossibilità. Nella prima metà del novecento prevalgono invece le teorie nebulari, tra cui emerge quella di Kant-Laplace ripresa dal XVIII secolo. Il filosofo Kant immaginò che il sistema solare si fosse formato da una nube di gas primordiale che si aggregò grazie alla forza gravitazionale. In seguito Laplace fornì una spiegazione tecnica e scientifica dell’ipotesi di Kant. Affermò che la nube, contraendosi, doveva aumentare la sua velocità di rotazione per la conservazione del momento angolare. Ad un certo punto questa velocità avrebbe prodotto una forza centrifuga tale da far staccare anelli di materia dai quali sarebbero nati i pianeti. Successivamente però Maxwell dimostrò che la nube non era in grado di raggiungere la velocità di rotazione richiesta per la formazione di anelli di materia e inoltre questa teoria non permetteva di spiegare la distribuzione del momento angolare all’interno del sistema solare. Infatti il momento angolare iniziale della nebulosa si sarebbe dovuto conservare anche dopo la separazione dei pianeti e avrebbe dovuto concentrarsi in maggiore percentuale nel Sole, mentre dai dati sperimentali si evinceva che il Sole contribuisce solo per il 2% al momento angolare del sistema. La svolta si ebbe con Weizsäcker. Ipotizzò che la nebulosa primordiale in rotazione fosse costituita da elio, idrogeno e altri materiali più pesanti raccolti in piccolo gruppi. La forza centrifuga dovuta alla rotazione dispose tutta la materia in un disco appiattito rigonfio al centro nel quale era concentrata la maggior parte della materia che darà origine al protosole. In origine esso era ancora instabile ed emetteva grandi quantità di materia che portarono alla perdita di una grande frazione della massa iniziale. Questo modello giustifica l’anomalia del momento angolare, in quanto la perdita di massa corrisponde alla diminuzione del momento angolare del Sole. I materiali più pesanti, quelli che non venivano spazzati via dal vento solare, tendevano ad accumularsi nella zona centrale del disco dove si sarebbero appunto formati i pianeti rocciosi (Mercurio, Venere, la Terra e Marte). I composti più leggeri invece si accumularono nella zone periferiche e, contraendosi diedero vita ai pianeti gassosi (Giove, Saturno, Urano e Nettuno). Prima della formazione planetaria definitiva però i materiali pesanti iniziarono ad aggregarsi per forza gravitazionale dando prima origine ai planetesimi che iniziarono ad ingrandirsi sempre più. Non tutti questi aggregati diventarono però dei pianeti: alcuni infatti tornarono ad essere materiale meteorico a causa delle collisioni; quelli che resistettero diventarono poi protopianeti. Stesso procedimento avvenne nelle zone periferiche per quanto riguarda i pianeti gassosi. La grande massa di Giove può spiegare l’assenza di pianeti nelle zone ad esso prossime e la presenza della fascia di asteroidi oltre Marte.