Visione del sistema solare nel tempo - Da cosa è composto il sistema solare? Sole, pianeti, satelliti, asteroidi, pianeti nani, comete, gas, polveri - Definizione di pianeta - equilibrio idrostatico - dominanza orbitale - Classificazione e differenze tra pianeti interni e pianeti esterni - Confini del sistema solare

Il sistema solare è un sistema planetario composto dal Sole, al centro, che è la stella attorno a cui ruotano i pianeti e una miriade di altri corpi inferiori. Esso si trova nella nostra galassia, denominata Via Lattea, nel braccio di Orione a una distanza di 30000 anni luce dal centro galattico ;si sposta a una velocità stimata di 230 km/s impiegando 200 milioni di anni a fare un giro completo del centro galattico . Ha un diametro di circa 240- 260 unità astronomiche ed è distante 4 .l dalla stella più vicina, Proxima Centauri.

La nostra conoscenza del sistema solare è frutto di millenni di osservazioni e di studi, ma già dall'antichità si aveva la consapevolezza di pianeti, lune e comete. Ciò nonostante solo nell'ultimo secolo si sta avendo un proliferare di scoperte sulla complessità e l' "affollamento" del sistema solare.

Esso è composto principalmente dal Sole, il corpo di gran lunga più massivo tanto da  rappresentare il 99,86% della massa totale, dai pianeti maggiori, che sono 8 e dai pianeti nani, che son 5 e dai rispettivi pianeti.

Ci sono inoltre numerosi altri oggetti come asteroidi (racchiusi in due cinture, la fascia principale e la fascia di Kuiper) e comete (provenienti dalla nube di Oort), ma ci troviamo anche nubi di gas e polveri.

Del Sole ci occuperemo in un secondo momento, ma visto che ci troviamo su un pianeta, la Terra, diamo la precedenza ai pianeti.

Un pianeta è un corpo celeste che orbita attorno a una stella e che, a differenza di questa, non produce energia tramite fusione nucleare, la cui massa è sufficiente a conferirgli una forma sferoidale, laddove la propria dominanza gravitazionale gli permette di mantenere libera la sua fascia orbitale da altri corpi di dimensioni comparabili o superiori.

Questa è la definizione ufficiale che la UAI, l'Unione Astronomica Internazionale, ha promulgato nell'agosto 2006 per porre fine ai dubbi su quali corpi fossero pianeti e quali no e che ha sancito il declassamento di Plutone da pianeta a pianeta nano. Ma addentriamoci nello specifico della definizione e vediamo meglio quali sono le caratteristiche che definiscono un pianeta, che è sempre stato visto come un semplice "vagabondo" sin dai tempi dei greci.

Un pianeta per essere tale deve possedere una precisa orbita intorno alla sua stella, deve avere una forma "sferica" e avere una dominanza gravitazionale, caratteristica che distingue i pianeti dai pianeti nani.

L'orbita: ogni pianeta per definirsi tale compiere un movimento di rivoluzione intorno alla propria stella, con un'orbita ellittica dove la stella occupa uno dei due fuochi, come descritto dalla legge di Keplero. Questo determina un periodo di massima lontananza (afastro) e uno di massima vicinanza (periastro), in cui il pianeta raggiunge rispettivamente rispettivamente la minima e la massima velocità. Il periodo in cui il pianeta completa il suo moto di rivoluzione si chiama anno siderale, o anno.

Nel sistema solare le orbite dei pianeti giacciono tutti sul piano dell'ecclittica e se ne discostano poco, mentre gli altri oggetti che orbitano attorno al sole possono discostarsene anche parecchio.

La forma "sferica" o sferoidale: i corpi del sistema solare non sempre hanno una forma sferica o sferoidale, una delle caratteristiche che li discrimina come pianeti. Ma, come mai non tutti i corpi che ruotano intorno al sole hanno questa forma? Questo dipende dalla sua massa e un pianeta deve avere una massa sufficientemente elevata affinchè la forza di gravità abbia la meglio sulle forze elettromagnetiche.

In un pianeta, come in qualsiasi altro corpo celestre, ci son due forze che si contrappongono, l'autogravità della materia che spinge verso l'interno e la pressione dei materiali che spinge verso l'esterno. Quando queste due forme trovano un'equilibrio e si distribuiscono in maniera equidistante trovando quello che si definisce equilibrio idrodinamico, che è responsabile della cosiddetta sfericità, seppur non perfetta. I pianeti per via della loro rotazione  e della forza centrifuga generata da questo moto, hanno la caratteristica di essere schiacciati all'equatore.

La dominanza orbitale: questa caratteristica indica che il pianeta deve avere un'orbita in cui sia gravitazionalmente dominante, o che abbia pulito la sua orbita, ovvero non ci siano corpi di dimensioni notevoli o comparabili che non siano suoi satelliti. Plutone perse per questo la sua caratteristica di pianeta, in quanto ci sono nella sua orbita altri corpi di dimensioni simili ed è stato assimilato a un pianeta nano od oggetto transnettuniano.

I pianeti del sistema solare possono essere classificati in due gruppi principali, ovvero pianeti interni (o rocciosi) oppure pianeti esterni (o gassosi).

I pianeti interni o pianeti rocciosi sono Mercurio, Venere, la Terra  e Marte. Essi hanno caratteristiche che li assimilano, ovvero sono composti da materiali metallici e silicati e son relativamente piccoli. Son molto vicini al Sole, per cui hanno una temperatura superficiale relativamente alta e hanno una atmosfera sottile e che è di seconda formazione, in quanto l'atmosfera primaria è stata spazzata via dal vento solare. Non hanno satelliti naturali o ne hanno comunque relativamente pochi. 

Questi pianeti hanno un nucleo generalmente liquido internamente e solido esternamente, un mantello fluido di silicati e una crosta solida di silicati e carbonati. L'atmosfera, molto sottile, ove presente è di derivazione vulcanica.

Mercurio e Venere non hanno satelliti conosciuti, della Terra conosciamo la nostra Luna e di Marte due satelliti, più assimilabili a grossi asteroidi, Deimos e Fobos, che si pensa siano stati catturati dal campo gravitazionale del pianeta.

Oltre a Marte c'è la fascia principale degli asteroidi, la cui massa è costituita per metà dagli asteroidi principali che son chiamati Pallade, Vesta e Igea. Questi corpi hanno diametri intorno ai 400 km. L'unico pianeta nano in questa fascia è Cerere, che raggiunge circa i 950 km di diametro. Per il resto ci son innumerevoli piccoli asteroidi, solo 200 dalle dimensioni superiori ai 100 km, per cui contrariamente a quanto si possa pensare, dato il grande volume, l'area è abbastanza vuota.

In mezzo alla fascia principale degli asteroidi, a circa 2,7 UA, c'è una zona che vien chiamata Frost Line o limite della neve e che stabilisce il confine oltre il quale, in una nebulosa planetaria, composti contenenti idrogeno (come acqua, metano o ammoniaca) raggiungono lo stato solido.

Dopo la fascia degli asteroidi troviamo finalmente i pianeti esterni o gassosi. Essi sono Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Giove è il primo che incontriamo, a circa 5 U.A e come Saturno è composto prevalentemente di elio e idrogeno mentre Urano e Nettuno sono composti prevalentemente da ghiacci. Essi rappresentano circa il 99% della massa orbitante attorno al Sole.  Hanno quindi una grande massa e son caratterizzati dal fatto di avere numerosissimi satelliti e possiedono inoltre degli anelli orbitanti intorno al piano equatoriale.

Sono costituiti internamente da nuclei molto piccoli di ferro ed ammoniaca, un mantello interno di idrogeno metallico e un mantello esterno che si dirada per confondersi con l'atmosfera primaria di idrogeno ed elio. Posseggono molta acqua, come anche le loro lune, per esempio Titano, luna di Saturno, che possiede molti laghi di idrocarburi.

Oltre a Nettuno ci sono gli oggetti transnettuniani, come il povero Plutone, declassato a pianeta nano. 

Plutone è il principale di questi oggetti, possiede 4 lune minori (Notte, Idra, Cerbero e Stige) e  una principale, Caronte, con cui forma una sorta di sistema planetario binario. Per questo motivo l'UAI ha stabilito che la sua orbita non è dominante.

Gli oggetti transnettuniani principali sono altri 3 pianeti nani (Eris, Haumea e Makemake) e numerosi altri oggetti (Varuna, Sedna, Ultima Thule ed altri) che stiamo scoprendo man mano che vengono esplorati dalle sonde robotiche che di fionda gravitazionale in fionda sono giunti fino a queste distanze, come le Voyager e New Horizons.

Gli oggetti transnettuniani sono facente parte della fascia di Kuiper, una zona che si estende dall'orbita di Nettuno fino a circa 50 U.A dal Sole. Come la fascia degli asteroidi, è costellata da oggetti minori ma è 20 volte più estesa e si stima che sia da 20 a 200 milioni di volte più affollata.

Tra le 20.000 e le 100.000 U.A (o tra 0,3 e 1,5 a.l) è posta invece la nube di Oort, non osservabile ma ipotizzata e dalla quale proverrebero le comete, corpi ghiacciati e dalle orbite estremamente eccentriche. Essa è formata da una parte interna, di forma toroidale (a  ciambella) e da una parte esterna di forma sferica.  

Tutto il sistema solare è racchiuso nell'eliosfera, ovvero quella regione delimitata dall'eliopausa dove la densita del vento solare è maggiore di quella della materia interstellare. Si può definire come una gigantesca bolla magnetica che racchiude il sistema solare, il vento solare e il campo magnetico solare e ha l'importante compito di proteggerci dai raggi cosmici.

Come si è formato il Sistema Solare? La risposta è nel prossimo articolo.