Osservando il cielo in una notte in cui sono visibili diversi pianeti, si può notare che essi percorrono tutti, più o meno, lo stesso sentiero. Questa linea ideale è conosciuta come l’eclittica ed è il piano che seguono le orbite di tutti gli oggetti del Sistema Solare.
Se tutte le orbite si trovano all’interno di un unico piano, il Sistema Solare è dunque piatto?
Sì, il Sistema Solare è piatto, o per essere più precisi, ha una certa planarità. Le orbite dei pianeti nel Sistema Solare sono comprese in un angolo di 3 gradi attorno a questo piano comune. Solo gli oggetti più lontani dal Sole, come Plutone e gli asteroidi della fascia di Kuiper, tendono a deviare di più, ma non oltre i 30 gradi.
Se si potesse osservare il Sistema Solare lateralmente durante la sua formazione, avrebbe potuto apparire simile a una piccola galassia, con una grande quantità di gas e polvere distribuiti su una superficie piana, similmente a un pancake stellare.
È interessante notare che il piano eclittico corrisponde alla stessa linea che i Greci antichi utilizzarono per definire lo zodiaco. Questo perché le dodici costellazioni che lo compongono si trovano lungo lo stesso percorso.
Tuttavia, non è forse la gravità ad indurre la formazione di oggetti sferici come pianeti e stelle? Se la forza gravitazionale del Sole è ciò che mantiene il Sistema Solare unito, come mai non ha una forma sferica? Perché il Sistema Solare è piatto?
Il Sistema Solare presenta una geometria piatta a causa della legge di conservazione del momento angolare. Quando il Sistema Solare si è formato da una vasta nube di gas e polvere, le particelle hanno iniziato a collidere a causa della gravità. La maggior parte della massa si è accumulata nella zona centrale, formando il Sole. Nel momento in cui le particelle residue hanno iniziato a collidere in tutte le direzioni, le componenti verticali di movimento si sono annullate reciprocamente, quindi tutta la massa non ha avuto altra scelta che allinearsi lungo un piano perpendicolare all’asse di rotazione della massa centrale, il Sole.
Questo porta alla creazione di una spirale di gas e polvere nota come disco protoplanetario. Da questo disco si formeranno eventuali pianeti.
Questo stesso principio spiega perché la maggior parte delle galassie abbia una struttura piatta; in questo caso, il disco si forma attorno a un buco nero supermassiccio.
La gravità conduce alla formazione di oggetti sferici solo quando la massa si fonde insieme.
Finora, sembrerebbe che anche altri sistemi stellari nell’universo seguano un processo di formazione simile, sistemandosi anch’essi in un disco piatto, con alcune variazioni minori.
Grazie alla tecnologia utilizzata da osservatori come l’osservatorio ALMA in Cile, siamo stati in grado di osservare dischi protoplanetari che stanno appena iniziando a formarsi in sistemi planetari. Questo ha contribuito a confermare molte delle teorie riguardanti l’origine di questi sistemi e il motivo per cui tendono a essere piatti.
L’immagine sottostante mostra la stella HL Tauri, situata a 450 anni luce di distanza nella regione della nube molecolare del Toro. Si tratta di una stella molto giovane, con meno di 100.000 anni, che sta iniziando a formare un sistema planetario attorno a sé. Nell’immagine si possono notare le nubi di gas e polvere che probabilmente si uniranno per formare pianeti, asteroidi, lune e altri oggetti. Questa medesima forma ellittica e piatta del nostro Sistema Solare può essere riconosciuta.
