Gli scienziati studiano da tempo la nascita del Sole e la formazione del nostro sistema solare.
Il sole è nato dal collasso di una densa nube di gas, 4,6 miliardi di anni fa.
Il nostro sistema solare oggi è composto principalmente da una stella centrale – il sole – insieme a un sistema solare interno con pianeti rocciosi e un sistema solare esterno con pianeti giganti di gas e ghiaccio. Tuttavia, non è sempre stato così.
Come si è formato il sole?
Il nostro sistema solare si è formato dal collasso gravitazionale di una gigantesca nube molecolare “densa” di gas e polvere, composta principalmente da idrogeno, un po’ di elio e circa l’1% di elementi più pesanti. Dopo che la nuvola è collassata, la maggior parte della massa si è concentrata al centro, creando il nostro sole.
La stella continuò a contrarsi finché non raggiunse la dimensione e la densità finali. La fusione dell’idrogeno ha acceso il nucleo del sole, facendo sì che la stella emettesse luce e calore.
Intorno al Sole, i residui – circa dallo 0,5 all’1% della massa solare – hanno creato un disco protoplanetario, dove successivamente si sono formati i pianeti.
I dischi protoplanetari nel processo di formazione dei pianeti non sono solo teoria: sono stati effettivamente osservati, come il disco attorno a HL Tauri, una giovane stella con anelli e spazi vuoti che sono probabili segni di formazione di pianeti.
Abbiamo un’idea abbastanza chiara di quando è avvenuto il collasso nel nostro sistema solare perché possiamo analizzare i primi (o i più antichi) solidi che si sono condensati dal gas del disco protoplanetario. Questa analisi dettagliata è possibile solo nel nostro sistema solare, poiché non possiamo raccogliere direttamente materiale da altri sistemi solari.
Questi frammenti solidi, chiamati inclusioni ricche di calcio-alluminio (CAI), sono stati trovati in alcuni dei meteoriti più antichi e datati a 4.567,3 milioni di anni. Questo è il momento in cui è nato il nostro sistema solare e fornisce l’età per la nascita del nostro sole.
Fabbriche di elementi
Le nubi molecolari molto dense possono collassare a causa della loro stessa gravità. Tuttavia, il collasso della nostra nebulosa protosolare è stato probabilmente innescato dalla perturbazione dovuta al passaggio dell’onda d’urto di una stella massiccia in esplosione, chiamata supernova. Questa onda d’urto ha compresso abbastanza parte della nube molecolare da iniziare a farla collassare e formare una stella centrale e un disco planetario attorno ad essa.
La prova di questa ipotesi si trova nella composizione isotopica di alcuni elementi chimici nei grani pre-solari. I grani presolari sono minuscoli minerali di carburo di silicio (di dimensioni inferiori a un micrometro) e possono essere trovati in quantità di parti per milione in alcuni meteoriti. Questi grani pre-solari hanno composizioni isotopiche che non possono essere spiegate da processi chimici o fisici che si verificano nel nostro sistema solare, e sono meglio spiegate dalla formazione di questi grani altrove.
La composizione isotopica dei grani pre-solari implica che, dopo la supernova, questi grani abbiano viaggiato nello spazio e siano rimasti intrappolati nella nostra nube molecolare, che poi è collassata, mantenendo quei grani all’interno dei meteoriti che studiamo oggi.
Quanto è più vecchio il Sole della Terra?
L’età di 4.567 milioni di anni rilevata per i CAI viene spesso utilizzata come età della Terra. Tuttavia, dopo la formazione dei CAI, probabilmente ci sono volute decine o centinaia di milioni di anni perché la Terra si formasse. Sebbene abbiamo determinato l’età del nostro sistema solare in modo molto preciso, persistono ancora dibattiti sull’età del nostro pianeta Terra.
La sfida deriva dal fatto che la Terra è un pianeta attivo, ed è molto efficiente nel riciclare e rielaborare le sue rocce più antiche, reimpostandone le informazioni geocronologiche.
Più del 98% della massa della proto-Terra potrebbe essere già stata fusa insieme nel momento in cui un impatto gigantesco colpì la proto-Terra. Quel gigantesco impatto aggiunse il restante 2% alla Terra e portò anche alla formazione della nostra Luna.
L’impatto gigantesco, avvenuto tra 70 e 120 milioni di anni dopo la formazione dei CAI, potrebbe fornire la migliore determinazione per l’età della Terra. Stime indipendenti dell’età possono essere ottenute anche stimando i tempi di solidificazione dell’oceano di magma terrestre, una conseguenza dell’impatto del gigante che ha formato la Luna.
Gli studi che tentano di determinare i tempi della solidificazione dell’oceano di magma forniscono età comprese tra 100 e 150 milioni di anni dopo la nascita del sole.
L’imminente eclissi solare totale rappresenta un’opportunità per tutti di apprezzare le meraviglie del nostro sistema solare, che ha impiegato circa 4,6 miliardi di anni per evolversi.
È davvero una coincidenza cosmica che sulla Terra si possano osservare eclissi solari totali: il sole sembra essere circa 400 volte più grande della luna, che è 400 volte più vicina del sole.
Se fossi su Marte o Venere, non saresti così fortunato da assistere a questo fenomeno!
