Formazione del Sistema solare

Il racconto

Una nube che cominciò a girare

Circa 4,6 miliardi di anni fa, in un punto del disco della Via Lattea, c'era una grande nube fredda di gas e polveri. Era fatta soprattutto di idrogeno e di elio, ma conteneva anche tracce degli elementi pesanti prodotti dalle stelle morte prima. Per qualche motivo, forse perché una stella vicina era esplosa e aveva dato una spinta, o perché la nube si era semplicemente addensata, una sua parte cominciò a cadere su se stessa. La gravità, ancora una volta, fu la protagonista.

Man mano che la nube si stringeva, girava sempre più in fretta, come una pattinatrice che chiude le braccia. Una nube che gira non si raccoglie in una palla: si schiaccia in un disco, con un rigonfiamento al centro. Gli scienziati la chiamano «nebulosa solare». L'idea che il Sistema solare sia nato così è antica: la propose già il filosofo Immanuel Kant nel 1755 e la riprese il matematico francese Pierre-Simon Laplace nel 1796.

Il Sole al centro

Quasi tutta la massa della nube, oltre il 99 per cento, scivolò verso il centro e formò il Sole. Con il peso, il centro si scaldò sempre di più, finché la temperatura fu così alta da far cominciare la fusione dell'idrogeno. Da quel momento il Sole divenne una vera stella. Oggi ha una vita già a metà: tra circa cinque miliardi di anni esaurirà l'idrogeno del nucleo e diventerà una gigante rossa.

Intorno al Sole restò un disco di gas e polvere. Nel disco i granelli si urtavano e si attaccavano gli uni agli altri, e diventavano sassolini, poi sassi, poi corpi grandi come montagne, chiamati planetesimi. I planetesimi più grandi attiravano gli altri con la loro gravità e crescevano sempre di più. I pianeti giganti si formarono in pochi milioni di anni, che sono pochissimi per l'astronomia; quelli rocciosi ci misero qualche decina di milioni di anni.

Pianeti rocciosi e pianeti giganti

Vicino al Sole faceva troppo caldo perché il ghiaccio potesse restare solido. Lì si formarono quindi pianeti piccoli e rocciosi: Mercurio, Venere, la Terra e Marte. Più lontano, oltre una distanza che si chiama «linea del ghiaccio», l'acqua era ghiacciata e c'era molto più materiale solido. Lì i pianeti crebbero tanto da catturare grandi quantità di idrogeno e di elio: nacquero Giove e Saturno, giganti di gas, e più lontano Urano e Nettuno, giganti di ghiaccio.

Non tutto il materiale diventò un pianeta. Tra Marte e Giove restarono moltissimi frammenti, che formano la fascia degli asteroidi: Giove, con la sua gravità, impedì loro di riunirsi in un pianeta. Oltre Nettuno c'è la fascia di Kuiper, con Plutone e tanti corpi di ghiaccio, e molto più lontano si pensa che esista una nube di comete, la nube di Oort. Le comete sono i resti ghiacciati di quel materiale.

Come facciamo a saperlo?

Nessuno c'era, naturalmente, ma le prove sono molte. Le meteoriti più antiche, pezzi di roccia caduti sulla Terra dalla fascia degli asteroidi, hanno un'età che si misura con gli atomi radioattivi: i granelli più vecchi in alcune di esse risalgono a 4,567 miliardi di anni fa e sono considerati i primi solidi del Sistema solare. Inoltre, tutti i pianeti girano intorno al Sole nello stesso senso e quasi sullo stesso piano, come se fossero nati da un unico disco.

Oggi i telescopi, come l'ALMA in Cile, riescono a vedere dischi di polvere intorno a stelle giovani, che sembrano sistemi solari in costruzione. La forma ad anelli di alcuni dischi indica che dentro si stanno già formando i pianeti. Nel frattempo, i satelliti hanno scoperto migliaia di pianeti attorno ad altre stelle, gli esopianeti, e molti sistemi sono molto diversi dal nostro. Questo ha mostrato che la storia del Sistema solare non è l'unica possibile e ha costretto gli scienziati a rivedere i dettagli del modello.