La rotazione dei pianeti

Aggiornato il 31 Luglio 2020

La risposta a queste domande è piuttosto complessa e coinvolge diversi e importanti concetti fisici, ma essenzialmente si può affermare che la rotazione dei pianeti è il risultato di tutto quello che è accaduto durante la storia evolutiva del Sistema Solare, dalla sua formazione 4,7 miliardi di anni fa fino a oggi.
Sappiamo che tutte le stelle e i pianeti, e quindi anche il nostro Sistema Solare, si formano dal collasso per effetto della gravità  di enormi nubi interstellari di gas e polveri. Il materiale presente in queste nubi è in costante movimento, ma lo sono anche le nubi stesse nel loro complesso: oltre a orbitare attorno alla galassia, possiedono un proprio moto di rotazione, dovuto per esempio a incontri/scontri avuti con altre nubi e addensamenti di materia locali.
Quando la nube di gas e polvere che ha dato origine al Sistema Solare ha iniziato a contrarsi sotto l’azione della propria forza di gravità , essa ha cominciato a ruotare sempre più velocemente.
Questo fenomeno è stato governato dall’importante principio di Conservazione del momento angolare, in base al quale, in assenza di forze esterne, il momento angolare, cioè quella quantità  che misura l’intensità  della rotazione di un corpo attorno al proprio asse, non cambia nel tempo. Avete presente una pattinatrice sul ghiaccio? Più le sue braccia sono vicine al corpo, cioè al suo asse di rotazione, più essa aumenta la velocità  di rotazione, e il suo momento angolare resta costante.
Così, anche se la nostra nube primordiale possedeva una rotazione iniziale lentissima, a mano a mano che la massa si concentrava e diminuiva il volume, essa velocizzava la propria rotazione. A causa poi della forza centrifuga dovuta alla rotazione, la materia non è caduta tutta verso il centro dove si andava formando il Sole, ma ha preso la forma di un disco appiattito. Quest’ultimo si è frammentato in parti più piccole, ciascuna delle quali ha iniziato a collassare e a ruotare su se stessa indipendentemente, prendendo con sè parte del momento angolare iniziale complessivo.
Lontano dal Sole, quindi, la polvere collassando e aggregandosi ha formato i cosiddetti “planetesimi“, corpi solidi della dimensione di qualche chilometro, che scontrandosi e unendosi tra loro hanno formato i “protopianeti“, cioè i progenitori dei pianeti che conosciamo oggi. La dimensione raggiunta da tali oggetti è dipesa dalla loro distanza dal Sole e dalla composizione e densità  della nube primordiale: nelle regioni più interne si sono formati oggetti più piccoli a causa della forza gravitazionale del Sole e delle temperature più alte, che hanno disgregato e vaporizzato la polvere presente.
La nostra stella, accesasi, ha cominciato a quel punto a emettere un forte vento che ha spazzato via il gas rimasto. I protopianeti più massicci sono riusciti a trattenerne una parte grazie alla loro grande forza di gravità , dando origine ai pianeti gassosi: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Gli altri, meno massicci e quindi esercitando una gravità  minore, hanno dato origine ai pianeti rocciosi: Mercurio, Venere, Terra e Marte.
L’evoluzione successiva è stata regolata dagli impatti tra i meteoriti e i planetesimi che ancora vagavano nel Sistema Solare, e i pianeti.
In realtà , in questa spiegazione resta un “piccolo” mistero. Nel nostro Sistema Solare i pianeti giganti ruotano più rapidamente sul loro asse dei pianeti interni e possiedono la maggior parte del momento angolare del Sistema. Il Sole stesso, pur possedendo il 99% della massa totale del Sistema Solare, ha una rotazione molto lenta (1 volta ogni 26 giorni). Perchè? Una delle possibili spiegazioni è che, grazie a un meccanismo non ancora ben compreso, ma che si crede essere associato con il forte campo magnetico posseduto dalle giovani stelle, la maggior parte del momento angolare venga trasferito dalla stella al disco di accrescimento, il luogo in cui si formano i pianeti.