La formazione e l'evoluzione del Sistema Solare è il nome delle idee di come il Sistema Solare è nato e come continuerà a cambiare. L'idea accettata è che 4,6 miliardi di anni fa c'era una nube di gas molto grande nella nostra area dello spazio, nota come nebulosa. Tutte le cose con massa si uniscono o gravitano l'una verso l'altra. Questo ha spinto tutto il gas verso il centro. Alla fine la pressione al centro ha aumentato la temperatura in modo tale che gli atomi di idrogeno si sono fusi insieme per produrre elio. Il processo attraverso il quale vengono creati i sistemi solari è chiamato teoria nebulare.

La rotazione dei pianeti intorno al Sole, e ciascuno intorno al proprio asse, è stata causata prima di tutto dalla nube di gas originale che aveva una densità diversa in luoghi diversi. Lo spin è aumentato a causa della contrazione per gravità (conservazione dell'energia). Così come la planarità della forma del sistema solare. Mentre il collasso continua, la conservazione della quantità di moto angolare significa che la rotazione ha accelerato. Questo impedisce in gran parte al gas di accumularsi (muoversi) direttamente sul nucleo centrale. Il gas è costretto a diffondersi verso l'esterno vicino al suo piano equatoriale, formando un disco, che a sua volta si accumula sul nucleo.

La gravità ha fatto sì che gli atomi nel Sole diventassero molto vicini l'uno all'altro. Tutta questa energia alla fine ha reso la nostra stella: il Sole. Gli avanzi di gas sono andati per lo più ai giganti gassosi, noti anche come pianeti gioviani. La roccia e la polvere sono andate a formare i pianeti terrestri, le loro lune, gli asteroidi e tutti gli altri oggetti del sistema solare.

A causa dell'enorme massa del sole (99,86% dell'intera massa del sistema solare), aveva una gravità molto forte. La forza centrifuga dei pianeti che girano intorno al Sole bilancia la forza di attrazione gravitazionale del Sole. L'enorme densità al suo centro provoca una reazione di fusione che trasforma l'idrogeno in elio con la radiazione di calore, luce e altre forme di radiazione elettromagnetica.

Il prossimo problema è: se il Sole trasforma l'idrogeno in elio, da dove vengono tutti gli altri elementi? C'è una sola risposta possibile: questi elementi superiori provengono da generazioni di stelle precedenti. Gli elementi superiori sono stati prodotti da enormi supernove che sono esplose miliardi di anni fa nelle vicinanze del giovane Sistema Solare. Le stelle enormi attraversano il loro ciclo di vita molto più velocemente delle stelle più piccole. Ciò è causato dalle pressioni e temperature ancora più elevate al loro interno rispetto a una stella a sequenza principale media come il Sole.

Un'idea degli artisti della nebulosa che ha dato inizio al Sistema Solare

Storia dell'idea

L'ipotesi nebulosa, come fu chiamata, fu elaborata per la prima volta nel XVIII secolo. Tre uomini ci hanno lavorato:

Emanuel Swedenborg (1688-1772)
Immanuel Kant (1724-1804)
Pierre-Simon Laplace (1749-1827)

Swedenborg ha avuto l'idea per primo, e Kant l'ha trasformata in una vera e propria teoria. Nel 1755 Kant pubblicò la sua storia naturale universale e la teoria dei cieli (in tedesco, naturalmente). Egli sosteneva che le nubi gassose, nebulose, ruotano lentamente, collassano gradualmente e si appiattiscono a causa della gravità. Alla fine formano stelle e pianeti.

Nel frattempo, un modello simile è stato sviluppato autonomamente e proposto nel 1796 da Laplace. nella sua Exposition du systeme du monde. Egli pensava che in origine il Sole avesse un'atmosfera calda estesa in tutto il volume del Sistema Solare. La sua teoria aveva una nebulosa protosolare che si contraeva e si raffreddava. Mentre questa si raffreddava e si contraeva, si appiattiva e girava più rapidamente, lanciando (o spargendo) una serie di anelli gassosi di materiale; e secondo lui, i pianeti si condensavano da questo materiale. Il suo modello era simile a quello di Kant, ma più dettagliato e in scala ridotta. Sfortunatamente, c'era un problema con la versione di Laplace. Il problema principale era la distribuzione della quantità di moto angolare tra il Sole e i pianeti. I pianeti hanno il 99% della quantità di moto angolare, e questo fatto non poteva essere spiegato dal modello nebulare. Ci è voluto molto tempo prima che questo venisse compreso.

La nascita della moderna teoria ampiamente accettata della formazione planetaria - il modello del disco nebulare solare (SNDM) - è dovuta all'astronomo sovietico Victor Safronov. Il suo libro Evolution of the protoplanetary cloud and formation of the Earth and the planetets, tradotto in inglese nel 1972, ha avuto un grande effetto. In questo libro sono stati formulati quasi tutti i principali problemi del processo di formazione planetaria e alcuni di essi sono stati risolti. Le idee di Safronov furono ulteriormente sviluppate. Ci sono ancora molti aspetti del Sistema Solare che devono essere spiegati.

Anche se originariamente si applicava solo al nostro Sistema Solare, l'SNDM è ora considerato il modo abituale di formazione delle stelle in tutto l'universo. Dall'agosto 2017, oltre 3000 pianetiextrasolari sono stati scoperti nella nostra galassia.

Domande e risposte

D: Che cos'è la teoria nebulare?

R: La teoria nebulare è un processo di creazione dei sistemi solari. Spiega come un'ampia nube di gas in un'area dello spazio possa essere riunita dalla gravità, formando alla fine una stella come il Sole e i pianeti.

D: Come ottiene il Sole la sua energia?

R: Il Sole ottiene la sua energia dalla trasformazione dell'idrogeno in elio attraverso una reazione di fusione nel suo nucleo, che rilascia calore, luce e altre forme di radiazioni elettromagnetiche.

D: Cosa fa sì che i pianeti ruotino intorno al proprio asse?

R: La nube di gas originaria aveva densità diverse in luoghi diversi, che la facevano ruotare intorno al Sole e all'asse proprio di ogni pianeta. Questa rotazione è aumentata a causa della contrazione per gravità (conservazione dell'energia) e della conservazione del momento angolare.

D: Da dove provengono tutti gli elementi che compongono i pianeti terrestri, le lune, gli asteroidi, eccetera?

R: Tutti gli elementi, a parte l'idrogeno e l'elio, provengono da generazioni precedenti di stelle esplose miliardi di anni fa vicino al nostro giovane Sistema Solare - queste enormi supernove hanno prodotto elementi superiori.

D: Perché le stelle enormi attraversano il loro ciclo di vita molto più velocemente delle stelle più piccole?

R: Le stelle enormi hanno al loro interno pressioni e temperature ancora più elevate rispetto a una stella media di sequenza principale come il Sole - questo fa sì che attraversino il loro ciclo di vita molto più velocemente rispetto alle stelle più piccole.

D: Cosa ha causato la formazione del nostro Sistema Solare circa 4,6 miliardi di anni fa?

R: Circa 4,6 miliardi di anni fa, c'era una grande nube di gas nelle vicinanze della nostra area dello spazio - tutte le cose con massa gravitano l'una verso l'altra, quindi questo ha tirato tutto il gas verso il centro, fino a quando non ha raggiunto una pressione sufficientemente alta da permettere agli atomi di idrogeno di fondersi insieme in elio, dando inizio alla nostra stella che conosciamo come Sole.