SCIENZA E CIVILTÀ

IL SISTEMA SOLARE: L'ECCEZIONE O LA REGOLA?

Ridimensionato enormemente negli ultimi secoli il ruolo del Sole

in quella che potremmno chiamare “l’economia generale dell’ Universo"

Il Sistema solare non è più da tempo il campo privilegiato dell'attenzione degli astronomi, anche se nessuno di essi dimentica di essere ancora piuttosto ben legato al terzo pianeta in ordine di distanza dal Sole.

Il ruolo del Sole in quella che potremmo chiamare l'economia generale dell'Universo si è enormemente ridimensionato negli ultimi secoli e soprattutto nel nostro.  Ma i motivi di interesse della scienza verso il vecchio Sole e la sua "famiglia" sono ancora così evidenti che non è davvero il caso di sottolinearli e su questo terreno gli astrofisici hanno fornito una vastissima e coerente serie di informazioni.

Oggi sappiamo ad esempio che il Sole è una stella relativamente comune, né troppo grande né troppo piccola "di mezza età" con i suoi bravi cinque miliardi di anni (o quasi) di onorata carriera e con altrettanti (all'incirca) da trascorrere più o meno nello stesso modo.  E una stella di tipo spettrale G 2 all'interno di una serie che tra i tipi "normali" (definizione un po' vaga) comprende i tipi O, B, A, F, G, K, M, ed altri andando dalle stelle più calde bianco-azzurre alle rosse più fredde.  Gli astronomi, come è noto, ricordano talvolta la sequenza con la battuta "Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me" (Oh, sii una brava ragazza, baciami).

Stelle più o meno simili al Sole sono presenti in gran numero nella nostra Galassia come in altre .  Le stelle molto massicce e luminose sono una minoranza anche se, osservando il cielo senza tener conto delle distanze, le azzurre e le bianche (che sappiamo essere le più massicce) e le giganti e le supergiganti rosse (notevolmente luminose a causa del grande volume e, quindi, della grande superficie radiante) appaiono in percentuale molto notevole.

Ciò è dovuto al fatto che le stelle meno luminose sono visibili solo a distanze relativamente brevi.  Considerando le distanze il quadro combia notevolmente.  Almeno il 90% delle stelle della nostra Galassia (senza considerare categorie assai importanti quali, ad esempio le nane bianche) ha massa e luminosità inferiore a quelle del Sole mentre ben poche sono, in percentuale, quelle nettamente più "pesanti" e luminose.  Il Sole appartiene cioè ad una classe "media" tra le varie classi stellari, ma le classi cui appartengono le stelle più grandi sono meno popolose delle altre.

Inoltre si deve tener conto che il limite inferiore della luminosità, e anche della "massa" delle stelle è piuttosto "sfumato": in altri termini, corpi anche molto più piccoli e meno luminosi rispetto alle più piccole stelle della classe M possono essere senz'altro numerosissimi.  Moltissimi sono di fatto invisibili anche a brevi distanze o addirittura risultano praticamente oscuri.

Le masse di tali corpi possono essere paragonabili a quella del "nostro" Giove: oggetti di tal genere possono essere osservati solo indirettamente attraverso gli effetti gravitazionali indotti su un corpo luminoso ad essi prossimo.  Se da una stella tra le più vicine a noi alcuni astronomi osservassero il nostro Sistema, con strumenti e condizioni di indagine non molto superiori a quelle di cui oggi noi già disponiamo, essi potrebbero individuare le perturbazioni che Giove provoca nell'orbita che il Sole descrive intorno al centro della Galassia.

Di fatto corpi delle dimensioni di Giove o anche più massicci si considerano "stelle mancate".  Essi non brillano di luce propria (a parte alcuni momenti della loro storia iniziale che dovrebbero essere considerati in tutt'altro ambito di questioni) perché la loro massa non è comunque sufficiente a produrre all'interno temperature dell'ordine dei 10 milioni di gradi, necessarie per innescare stabilmente le reazioni termonucleari che alimentano la produzione di energia nelle stelle "vere e proprie"

Tuttavia si tratta sempre di corpi "attivi" che emettono più energia di quanti non ne assorbano e, per l'astrofisica, di "casi limite" sui quali molto si discute.

Nel Sistema solare, poi, la stragrande maggioranza dei corpi è molto piì piccola di Giove e degli altri pianeti: si va dagli asteroidi fino alle innumerevol microscopiche particelle interplanetarie.  Si può pensare che accada qualcosa di simile altrove? A parte la questione dell'origine della vita (che solleva a sua volta tanti altri complessi interrogativi), esistono sistemi planetari simili al nostro Si tratta di fatti eccezionali o di eventi piuttosto comuni?.

L'ipotesi "catastrofica" che prevedeva condizioni eccezionali per la nascita del Sistema planetario intorno al Sole (con il passaggio ravvicinato di una stella nella versione più moderna della teoria) ha svolto una sua funzione ma è ormai tramontata in quanto praticamente esautorata dai dati di osservazione e da contraddizioni interne non sanabili.

Inoltre, come ho già ricordato, non solo il Sole è una stella abbastanza "comune ", ma i dintorni del Sistema solare mostrano che presso altre stelle sono presenti corpi praticamente oscuri con masse di tipo "planetario".

Riferendoci alle più moderne teorie sull'origine delle stelle da nubi di polveri e gas, possiamo considerare la formazione di minori concentrazioni di materia destinate a divenire protopianeti come un genere di eventi decisamente ordinari.

Del resto abbiamo, "su scala ridotta", esempi di simili realtà vicino a noi: i sistemi di satelliti che circondano alcuni pianeti del Sistema solare.

E praticamente certo che — a parte i molti corpi di forma irregolare, residui di collisioni — i maggiori satelliti, caratterizzati da forme praticamente sferiche e densità crescenti dagli strati esterni a quelli più interni, si sono formati contemporaneamente al Sole ad ai nove corpi oggi comunemente considera "pianeti" e sono per vari aspetti non dissimili da essi.  E ben noto, ad esempio, che le rocce lunari più antiche sfiorano i quattro miliardi di anni.

Anche certe dimensioni sono molto interessanti e possono suggerire molte riflessioni: si pensi, a titolo di esempio, che Plutone ha una massa pari a circa 0,0016 volte quella della Terra, cioè solo 13 centesimi di quella della luna.  La luna stessa, poi, insieme ad alcuni satelliti dei maggiori pianeti, non "sfigura" affatto di fronte allo stesso Mercurio.

Di grande interesse è anche la presenza di anelli più o meno evidenti intorno ad alcuni pianeti (Saturno, Urano, Giove) e di materia fine orbitante intorno ad altri tra cui la Terra.

Ciò indica un altro importante meccanismo di distribuzione e di aggregazione della materia interplanetaria che può avere corrispondenze abbastanza strette al di fuori del Sistema solare.

Ricordo infine una considerazione spesso ricorrente: i corpi piccoli sono di solito in numero enormemente maggiore rispetto a quelli grandi, praticamente in qualunque ambito della realtà fisica e c'è normalmente una distribuzione di dimensioni che non lascia vuoto nessun ordine di grandezza.  Non si passa di colpo dalle stelle giganti ai micrometeoriti come non si passa, ad esempio, dalla balenottera azzurra ai microorganismi senza nulla che sia all'interno di queste dimensioni estreme.

Anche pensando a queste e ad altre possibili riflessioni ed analogie, un po' semplici ma non irrilevanti, ma soprattutto sulla base dei più moderni dati dell'osservazione, potremmo essere indotti a ritenere che il nostro Sistema planetario non è qualcosa di assolutamente eccezionale.  Se non è la regola, è tuttavia una realtà che ha verosimilmente molteplici corrispondenze con altre già nell'ambito di poche decine o di qualche centinaio di anni-luce intonro a noi.

Torneremo in seguito sull'argomento anche per sviluppare alcuni temi di riflessione cui in questa nota abbiamo solo accennato.   

LF S