La Via Lattea: i movimenti del Sistema Solare

Il Sistema Solare possiede tre movimenti principali, ognuno con la sua direzione e velocità:

  • Rotazione intorno al centro galattico. In accordo con i movimenti delle stelle vicino a noi deduciamo che il Sistema Solare ha una velocità di moto medio circolare uniforme intorno al centro galattico di circa 220-250 Km/s, ed impiega circa 230 milioni di anni per coprire un anno galattico, ovvero un’intera rotazione. Questo vuol dire che dal momento del collasso della nube interstellare che ha dato origine al Sistema Solare, quest’ultimo ha compiuto circa 22-23 rotazioni intorno alla Via Lattea, non molti quindi. Il tempo impiegato per una rotazione è modesto, proviamo infatti a fare un confronto su scale geologiche cosa significa un periodo di un anno galattico. Modelliamo il percorso del Sistema Solare come un’ellisse e supponiamo che ora che il Sistema Solare si trovi nel punto A, come in figura.

Immagine ottenuta consoftware “Dove sta M13?” modificata in seguito dall’autore

A partire da questo punto, dividiamo il piano della Galassia (nella figura vista dall’alto) in  quattro sezioni {A, B, C, D}: ad ogni quarto di rotazione il Sistema Solare si troverà rispettivamente nei punti B, C, e D, fino a ritrovarsi, dopo un’intera rotazione di 230 milioni di anni, ancora nello stesso punto A di partenza (ma non all’interno del medesimo braccio, né sulla stessa posizione rispetto al piano galattico). Ogni quarto di rotazione corrisponde quindi a circa 230/4 = 57.500.000 anni, quindi possiamo associare ad ogni quarto la scala del tempo geologico in cui si trovava la Terra:

  • Sistema Solare nel punto A della Via Lattea: 230.000.000 anni fa: la Terra si trovava nel Triassico. Le alghe costituiscono la maggior parte della vegetazione sulla Terra. Per quanto riguarda la flora ci sono spugne, pesci ed anfibi giganti come il Mastodontosauro. È in corso l’orogenesi delle Dolomiti.
  • Sistema Solare nel punto B della Via Lattea: 172.500.000 anni fa: la Terra si trovava nel mezzo del Giurassico. Sulla Terra c’erano i dinosauri. Era il periodo d’oro dei sauropodi come il Brachiosauro e l’Apatosauro.
  • Sistema Solare nel punto C della Via Lattea: 115.000.000 anni fa: la Terra si trovava nel Cretaceo. Sulla Terra c’erano ancora i dinosauri: era il periodo d’oro del Triceratopo, Velociraptor, Tirannosauro e Gigantosauro.
  • Sistema Solare nel punto D della Via Lattea: 57.500.000 anni fa: la Terra si trovava nel Paleogene: il Cretaceo è appena terminato e sulla Terra i dinosauri si sono estinti a causa di un evento catastrofico che ha cambiato il clima. Oltre ai dinosauri, nel giro di un breve intervallo di tempo su scala geologica (si ipotizza in circa 33.000 anni) la maggior parte delle specie viventi sulla Terra si estinta: pesci, spugne, ammoniti, … I geologi chiamano questo evento “Estinzione KT” e rappresenta la quinta ed ultima grande estinzione di massa che ha subito il nostro pianeta.

Nelle zone di maggiore densità stellare è molto più alta la probabilità di formazione stellare: inoltre i processi di formazione planetaria includono anche la formazione di asteroidi e altro materiale “di scarto” con cui il nostro Sistema Solare durante i suoi moti galattici potrebbe periodicamente fare conoscenza. Secondo alcuni geologi l’estinzione KT potrebbe essere messa in relazione con una situazione di attraversamento di una zona particolarmente densa del disco galattico. Non abbiamo altre informazioni al riguardo, quindi rimane un’ipotesi molto affascinante che non possiamo validare: il Sistema Solare da quando è nato ha compiuto solo poche rotazioni intorno al centro galattico. Ogni specie vivente inoltre, dura mediamente pochi milioni di anni: un periodo di tempo troppo breve per poter fare osservazioni e trarre conclusioni.

  • Movimento N/S oscillatorio sul piano galattico. Oltre al movimento di rivoluzione il Sistema Solare possiede anche un movimento oscillatorio sul piano galattico che lo porta alternativamente ad attraversarlo sopra e sotto una velocità di circa 7 Km/s. Questo movimento è dovuto alle forze di attrazione gravitazionali che gli altri corpi celesti esercitano sul Sole con un effetto “tira e molla”. Il periodo di oscillazione è mediamente di 64 milioni di anni con un’ampiezza di circa 100 parsec e, al momento, ci troviamo a circa 40 anni luce sopra il piano galattico. Questo significa che in un anno galattico il Sistema Solare compie 230/64 ⋍ 3,5 oscillazioni, come nella figura seguente:
  • Movimento I/O oscillatorio sul piano galattico. Un terzo movimento riguarda l’oscillazione periodica verso l’interno e l’esterno rispetto al centro galattico: anche questo movimento, come il precedente, è dovuto alle forze di attrazione esercitate dagli altri corpi celesti sul Sole. Questo movimento possiede una velocità di circa 11 Km/s e, attualmente è diretto lungo la Costellazione di Ercole. Il periodo di oscillazione è di circa 200 milioni di anni. Questo significa che in un anno galattico il Sistema Solare compie poco più di una oscillazione in direzione del centro galattico.

A questo punto possiamo combinare tutti e tre i moti per cercare di avere una visione d’insieme, facendo molta attenzione alle velocità relative fra ognuno di essi. Considerando anche l’inclinazione dell’eclittica sul piano galattico, il Sistema Solare è in rotazione lungo la Galassia (il Sole “trascina” tutti i suoi pianeti), con due moti oscillatori che modulano l’anno galattico. Mentre rivoluziona esso compie circa quattro oscillazioni sopra/sotto il piano galattico e, al temo stesso, un’altra verso l’interno/esterno del centro galattico. Se si adotta un sistema di riferimento solidale con il movimento di rivoluzione del Sistema Solare

I pianeti compiono un movimento elicoidale come in figura:

Anche se a prima vista il moto risultante potrebbe sembrare simile al movimento di una vite senza fine lungo la rivoluzione galattica, si tratta di un movimento ad elica, dove i pianeti durante il loro movimento a volte anticipano il Sole (si posizionano davanti al Sole), e a volte ritardano trovandosi nella parte opposta dell’orbita (si posizionano dietro il Sole). A causa della differente velocità del Sistema Solare rispetto alla nube cosmica, il Sistema Solare non rimane sempre nello stesso braccio, ma slitta da un braccio al successivo in un tempo di percorrenza di circa 15 milioni di anni.

(continua)

Bibligrafia e riferimenti

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