I confini del sistema solare



A cura di Franco Palerno, ricercatore di fisica della particelle presso l’Università di Boston

Spesso si parla di confini del sistema solare, a volte n relazione alle sonde Voyager che si dice siano giunte nello spazio interstellare, ma quali sono questi confini?

Chiariamo subito che non vi è una risposta univoca, questo confine dipende da convenzioni umane, che, possono prendere come parametro di giudizio elementi diversi.
I principali elementi che ad oggi si prendono in considerazione sono:
il vento solare, e in questo caso il confine con lo spazio interstellare è convenzionalmente fissato nella zona chiamata Eliopausa (vedi spiegazione sotto),
la gravità, e in questo caso il confine dipende da quello che può chiamarsi scudo gravitazionale, una sorta di sfera di Hill (vedi spiegazione sotto).
Ma qualunque parametro si scelga, questo confine è variabile nello spazio e nel tempo (vedi spiegazione sotto).
Vediamo però come si arriva alla zona di “confine” del sistema solare.

Struttura a grandi linee del Sistema Solare

Sole

Pianeti interni 1,67 UA 249 milioni di km circa
La zona più interna del sistema solare è occupata dai pianeti di tipo “terrestre”, rocciosi.

Fascia asteroidi 4,9 UA 740 milioni di km circa
Zona occupata da piccoli corpi, rocciosi, metallici e di ghiaccio, oltre a pochi corpi di dimensioni un poco più grandi, il cui maggiore è Cerere (raggio 476 km), in questa zona la pesante influenza gravitazionale di Giove ha inibito la formazione di un pianeta di dimensioni maggiori.

Pianeti esterni 30,3 UA 4,5 miliardi di km circa
Zona occupata dai pianeti “giganti gassosi” accompagnati da decine di satelliti.

Fascia di Kuiper 55 UA 8,2 miliardi di km circa
Composta oltre che da diversi oggetti di dimensioni paragonabili a Plutone anche da migliaia di piccoli oggetti composti principalmente (si ritiene) da ghiacci di acqua e altri elementi.

Disco diffuso 100 UA 15 miliardi di km circa
Composto da oggetti simili a quelli che compongono la fascia di Kuiper, ma più esterni ad essa e spesso con orbite molto eccentriche e giacenti su piani orbitali molto angolati rispetto al pano su cui orbitano i pianeti principali e la maggioranza degli altri corpi (sino a 45 gradi e oltre).

Eliopausa, fra 80 e 100 UA 15 miliardi di km circa (possibile confine)
è la distanza alla quale il vento solare (flusso di particelle cariche emesse dal Sole) che si propaga dal Sole verso l’esterno è fermato e sovrastato dal mezzo interstellare (materiale costituito da gas e polvere posto tra le stelle all’interno di una galassia), il confine varia in conseguenza dell’intensità dell’attività solare e della densità variabile del mezzo interstellare. Inoltre la distanza di tale limite è minore sul lato del sistema solare posto “davanti” rispetto al senso di “marcia” del moto orbitale del sistema solare intorno al centro della galassia e maggiore sul lato opposto.

Scudo gravitazionale (sfera di Hill) attualmente da circa 2 anni luce (125.000 UA) circa in su (possibile confine)
Pur considerando che la gravità di un corpo non arriverà mai a zero se non all’infinito, lo scudo gravitazionale indica quella distanza alla quale la gravità solare (e di tutti i corpi del sistema solare sommati), viene sovrastata dalla gravità di un’altra stella o sistema stellare, per cui varia, enormemente in base alla distanza ed alla massa delle stelle vicine. Inoltre essendo i moti stellari differenti uno rispetto all’altro, varia anche in funzione del tempo (è chiamata sfera di Hill ma non ha forma sferica).

Nube di Oort (ipotetica) varia in funzione della distanza dello scudo gravitazionale:
È un ipotetico enorme “serbatoio” sferico di comete posto ai bordi del limite gravitazionale del sistema solare, che potrebbe “toccarsi” con le nubi di Oort degli altri sistemi stellari.

Come si vede i confini sono incerti, variabili sia nel tempo che nello spazio e soprattutto fissati da convenzioni umane. Comunque considerando come confine l’eliopausa (vento solare) le sonde Voyager 1, che è giunta a circa 138 UA, Voyager 2 114 UA, e Pioneer 10 114 UA sono ormai immerse nel mezzo interstellare, e sono perciò nominalmente uscite dal sistema solare. Faccio comunque notare che vi sono oggetti che mettono in crisi alcune definizioni di confine. Consideriamo l’oggetto chiamato SEDNA, questo strano corpo celeste gira intorno al Sole con un’orbita estremamente eccentrica che lo porta, nel punto più vicino al Sole (perielio) a 76 UA, mentre nel punto più lontano arriva sino a oltre 897 UA, OVVERO QUASI 9 VOLTE la distanza dell’eliopausa (100 UA), praticamente questo oggetto dal raggio compreso fra 600 e 900 km per la maggior parte della sua orbita, che percorre in quasi 11.000 anni, viaggia in quello che noi definiamo spazio interstellare. Per non parlare delle comete di lunghissimo periodo.
Insomma i confini sono più che altro una necessità umana.

La posizione delle sonde Voyager
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