Miliardi di anni fa, in un angolo della Via Lattea, una nube molecolare collassò per formare nuove stelle. Ecco come è nato e quanti anni ha il nostro Sistema Solare.
Miliardi di anni fa, in un angolo della Via Lattea, una nube molecolare collassò per formare nuove stelle. Una di queste si è formata raccogliendo la materia in un disco protoplanetario che diede origine al Sole, agli otto pianeti e a tutto il resto del nostro Sistema Solare. Oggi gli scienziati affermano che il Sistema Solare abbia 4,6 miliardi di anni, più o meno qualche milione di anni. Ma come facciamo a saperlo?
La Terra e il Sole hanno la stessa età?
Inizialmente, tutte le stelle si formano da una nebulosa che attira materiale, con un’ampia regione esterna che rimane fredda, dove si raccolgono composti a base di carbonio e ghiacci. Una volta che la nebulosa forma una proto-stella e poi una stella a tutti gli effetti, questo materiale esterno entra e inizia a formare ammassi più grandi.
Nel tempo, questi grumi crescono, si fondono, migrano e si espellono a vicenda. Nell’arco di centinaia di milioni di anni, si formano i pianeti. I giganti gassosi, avendo molta più massa degli altri, sono stati in grado di trattenere l’idrogeno e l’elio (gli elementi più leggeri) che esistevano quando il Sistema Solare si stava formando; gli altri mondi hanno spazzato via la stragrande maggioranza di quegli elementi. Con troppa energia proveniente dal Sole e gravità insufficiente per trattenere questi elementi leggeri, il Sistema Solare iniziò a prendere forma per come lo conosciamo oggi.
Quanti anni ha il Sistema Solare?
La risposta più precisa viene dalla geofisica. È la fisica di tutti i tipi di rocce, minerali e corpi solidi. Oggetti come questi contengono una varietà di elementi. Ciò implica che pianeti, asteroidi, lune, oggetti della fascia di Kuiper, ecc., dovrebbero essere costituiti da quegli stessi elementi. Gli elementi più pesanti nella tavola periodica, ad esempio, li abbiamo riscontrati vicino al Sole (Mercurio, etc). Ma ciò che dovrebbe essere universale sono i rapporti dei diversi isotopi di quegli stessi elementi.
Quando il Sistema Solare si è formato aveva uno specifico rapporto tra carbonio-12, carbonio-13 e carbonio-14. Il carbonio-14 ha una breve vita cosmica (di poche migliaia di anni), quindi il carbonio-14 primordiale dovrebbe essere sparito del tutto. Ma il carbonio-12 e il carbonio-13 sono entrambi stabili, il che significa che ovunque troviamo carbonio nel Sistema Solare, gli oggetti dovrebbero avere gli stessi rapporti isotopici. Questo vale per tutti gli elementi e gli isotopi stabili e instabili del Sistema Solare.
Poiché il Sistema Solare ha miliardi di anni, possiamo osservare elementi che hanno isotopi con tempi di dimezzamento di miliardi di anni. Nel corso del tempo, cioè con l’invecchiamento del Sistema Solare, questi isotopi decadranno radioattivamente, e osservando i rapporti dei prodotti di decadimento rispetto al materiale iniziale che è ancora rimasto, possiamo determinare quanto tempo è passato da quando questi oggetti si sono formati.
Una storia lunga 4,54 miliardi di anni
Gli scienziati hanno analizzato decine di meteoriti che sono atterrati sulla Terra. La chiave sta nell’osservare la quantità di piombo: il rapporto tra Pb-207 e Pb-206 cambia nel tempo a causa dei decadimenti di U-235 (che porta a Pb-207) e U-238 (che porta a Pb-206 ). Trattando la Terra e i meteoriti come parte dello stesso sistema in evoluzione – con il presupposto che ci siano gli stessi rapporti isotopici iniziali – possiamo quindi esaminare i minerali di piombo più antichi trovati sulla Terra per calcolare l’età della Terra, dei meteoriti e del Sistema Solare. Una stima abbastanza buona ci dà una cifra di 4,54 miliardi di anni, ma con ancora un’incertezza di poche decine di milioni di anni.
