Il sistema solare: i pianeti e cosa li tiene insieme

Una stella e i suoi avanzi

Il modo più onesto di descrivere il sistema solare è questo: c’è il Sole, e poi ci sono gli avanzi.

La NASA lo mette in cifre: il Sole contiene il 99,8% della massa di tutto il sistema solare. Otto pianeti, centinaia di lune, milioni di asteroidi e comete si dividono quel che resta, meno di due parti su mille. Se il sistema solare fosse una tonnellata di materiale, a tutto il resto toccherebbero un paio di chili scarsi.

Questa sproporzione non è un dettaglio da quiz: spiega tutto il resto. Una massa così concentrata tiene in orbita corpi lontani miliardi di chilometri, e 4,6 miliardi di anni fa ha deciso dove sarebbe finito ogni pezzo.

Come è nato tutto

Circa 4,6 miliardi di anni fa, in una regione della Via Lattea, una densa nube di gas e polvere interstellare ha iniziato a collassare su sé stessa. Man mano che si contraeva, la nube ruotava più in fretta e si appiattiva, come fa la pasta della pizza quando viene fatta girare: da sfera a disco.

Al centro il materiale si è ammassato fino a raggiungere pressioni e temperature capaci di innescare la fusione nucleare. È nato il Sole, che nel frattempo si era preso oltre il 99% della materia disponibile. Nel disco residuo, i granelli di polvere hanno cominciato a urtarsi e ad appiccicarsi, formando corpi via via più grandi: prima sassi, poi montagne, poi pianeti.

Esempio pratico: la datazione radiometrica dei meteoriti più antichi — frammenti mai fusi, rimasti come erano allora — dà l’età di questo processo. Sono l’equivalente cosmico dei cerchi di un tronco: leggerli è il motivo per cui possiamo dire “4,6 miliardi” e non “più o meno tanto tempo fa”.

La linea che separa la roccia dal ghiaccio

Perché i pianeti vicini al Sole sono piccoli e sassosi e quelli lontani sono enormi? La risposta sta nella temperatura del disco.

Vicino alla stella faceva troppo caldo perché sostanze come l’acqua restassero solide: lì è rimasto solo il materiale che resiste al calore, cioè roccia e metallo. Poco materiale, quindi pianeti piccoli. Oltre una certa distanza — quella che gli astronomi chiamano linea del ghiaccio — l’acqua e altri composti volatili potevano congelare, e la quantità di materiale solido disponibile aumentava di colpo.

Là fuori i nuclei planetari sono cresciuti in fretta, e una volta abbastanza massicci hanno catturato con la loro gravità enormi quantità di idrogeno ed elio dal disco. Il risultato sono i giganti. Giove è largo undici volte la Terra, e per riempirlo servirebbero mille pianeti come il nostro.

Gli otto pianeti in due famiglie

	Pianeti terrestri	Pianeti giganti
Quali	Mercurio, Venere, Terra, Marte	Giove, Saturno (gassosi), Urano, Nettuno (ghiacciati)
Superficie	Solida, su cui si può atterrare	Nessuna: l’atmosfera sfuma nel liquido
Composizione	Roccia e metalli	Idrogeno ed elio, più acqua e ammoniaca ghiacciate nei due esterni
Lune	Nessuna o poche	Da decine a centinaia: nel marzo 2026 l’IAU ne conta 101 per Giove e 285 per Saturno
Anelli	No	Sì, tutti e quattro

I quattro interni si somigliano ma hanno destini opposti. Venere è avvolta da un’atmosfera densissima di anidride carbonica, con una pressione al suolo 93 volte quella terrestre: è il pianeta più caldo del sistema, 467 °C in superficie, per un effetto serra fuori controllo. La Terra, alla giusta distanza, ha acqua liquida in superficie, un ciclo dell’acqua che la rimescola in continuazione e piante che usano la luce di quella stella per fare fotosintesi. Marte, più piccolo e più freddo, ha perso quasi tutta la sua atmosfera. Sono lo stesso tipo di pianeta con tre esiti diversi.

Anche il vulcanismo non è una specialità terrestre, e altrove ha un motore diverso da quello che produce vulcani e terremoti da noi. Io, luna di Giove, è il corpo vulcanicamente più attivo del sistema solare: centinaia di vulcani, con fontane di lava alte decine di chilometri. Ad alimentarli non è il calore residuo della formazione. È la gravità: Giove tira da una parte, le lune Europa e Ganimede dall’altra, e l’interno del satellite si deforma di continuo e si scalda per attrito.

Sui giganti i numeri diventano strani. Un giorno su Giove dura 9,9 ore, il più corto del sistema solare, mentre il suo anno vale quasi 12 anni terrestri. Nettuno, a 30 unità astronomiche dal Sole, impiega 165 anni terrestri per compiere un’orbita: da quando è stato scoperto nel 1846 ne ha completata poco più di una.

Esempio pratico: Nettuno è stato trovato con la matematica prima che con il telescopio. Le irregolarità nell’orbita di Urano non tornavano; Urbain Le Verrier calcolò dove doveva trovarsi il corpo che le causava, e Johann Galle lo cercò all’Osservatorio di Berlino nel 1846 e lo trovò, praticamente dove indicato dai calcoli.

Cosa tiene insieme tutto

Qui c’è la domanda che quasi tutti si sono fatti da bambini: se il Sole attira i pianeti, perché non ci finiscono dentro?

La risposta è che ci stanno cadendo, continuamente — ma mancano il bersaglio. Ogni pianeta ha una velocità laterale ereditata dal disco che ruotava. La gravità del Sole curva quella corsa verso di sé; la velocità laterale sposta il pianeta oltre. Il compromesso tra le due cose è una curva chiusa: l’orbita.

Esempio pratico: lega un peso a uno spago e fallo girare sopra la testa. La tua mano tira il peso verso il centro, come farebbe la gravità; il peso non arriva mai alla tua mano perché si sta muovendo di lato. Se lo spago si spezzasse, il peso non cadrebbe su di te: partirebbe dritto per la tangente. Vale lo stesso per la Terra.

Le orbite non sono cerchi perfetti ma ellissi, cerchi leggermente schiacciati, e questo ha una conseguenza pratica: la distanza dal Sole cambia lungo l’anno, e i pianeti vanno più veloci quando sono più vicini. Le distanze, poi, sono molto maggiori di quanto suggeriscano i disegni. Gli astronomi usano l’unità astronomica (UA), la distanza media Terra-Sole: circa 150 milioni di chilometri. Giove sta a 5,2 UA, Nettuno a 30. In un modello in cui la Terra è a un metro dal Sole, Nettuno sarebbe a trenta metri, e ogni pianeta sarebbe un granello.

Quello che avanza: sassi, ghiaccio e comete

Tra Marte e Giove c’è la fascia principale degli asteroidi: da 1,1 a 1,9 milioni di corpi più larghi di un chilometro, più moltissimi frammenti piccoli. Non è il residuo di un pianeta esploso, come si racconta spesso, ma un pianeta mai nato: la gravità di Giove ha continuato a perturbare quei corpi, facendoli scontrare tra loro invece che aggregarsi. La massa di tutti gli asteroidi messi insieme resta comunque inferiore a quella della Luna.

Oltre Nettuno si apre la fascia di Kuiper, un anello di corpi ghiacciati dove abita Plutone. Molto più in là c’è la nube di Oort, il guscio da cui arrivano le comete a lungo periodo: si estende da 5.000 a 100.000 unità astronomiche, fino a circa 1,6 anni luce dal Sole. È lì che il dominio gravitazionale della nostra stella sfuma verso lo spazio interstellare.

Intanto la bolla di particelle emesse dal Sole, l’eliosfera, comincia a cedere il passo al mezzo interstellare tra le 80 e le 100 unità astronomiche. Lì il vento solare rallenta di colpo, in quello che si chiama shock terminale: la Voyager 1 lo ha attraversato nel 2004, la Voyager 2 nel 2007. Lo spazio interstellare vero e proprio, oltre l’eliopausa, le due sonde lo hanno raggiunto molto più in là, nel 2012 e nel 2018.

Perché Plutone non è più un pianeta

Il 24 agosto 2006, a Praga, l’Unione Astronomica Internazionale ha votato una definizione formale. Un pianeta è un corpo che: orbita attorno al Sole; ha massa sufficiente perché la sua stessa gravità gli dia una forma quasi sferica; ha ripulito la zona attorno alla propria orbita.

Plutone rispetta i primi due punti e fallisce il terzo. Non per una questione di taglia — la dimensione non compare tra i criteri — ma perché condivide la sua regione con una folla di corpi trans-nettuniani, scoperti in numero crescente a partire dagli anni Novanta. Da qui la categoria dei pianeti nani: corpi rotondi, non satelliti, che non hanno fatto piazza pulita attorno a sé. Plutone ne è il prototipo; i pianeti nani ufficialmente riconosciuti sono cinque.

Il declassamento non ha tolto nulla a Plutone, che resta uno degli oggetti più studiati là fuori: la sonda New Horizons gli è passata accanto il 14 luglio 2015. Ha cinque lune — Caronte, Nix, Idra, Cerbero e Stige — un diametro di circa 2.377 chilometri, e orbita a una distanza media di 39 unità astronomiche impiegando 248 anni terrestri a completare un giro: nello stesso tempo Nettuno, che di anni ne impiega 165, ne compie uno e mezzo.

Il sistema solare si muove

Un’ultima cosa che i poster non dicono: non siamo fermi. L’intero sistema solare orbita attorno al centro della Via Lattea a circa 829.000 km/h, e impiega 230 milioni di anni per compiere un giro completo. Messi insieme, i due numeri danno la misura di quanto sia giovane il Sole su scala galattica: da quando si è formato ha fatto una ventina di giri, poco più.