Come è iniziato tutto?
Il Sole è la stella al centro del sistema solare, cioè una sfera di plasma caldo
Ma gli esperti dicono che tra circa cinque miliardi di anni la stella esaurirà l'energia e cambierà radicalmente il sistema solare.
I ricercatori ritengono che quando il Sole inizia a salire bruscamente, i suoi strati esterni si espandono fino a quando la stella non inghiotte i pianeti, inclusa la Terra.
Ma il capo investigatore della NASA Neworizzonti, il dottor Alan Stern ha scoperto che mentre può uccidere qualsiasi vita sulla Terra, può anche creare mondi abitabili negli angoli più freddi dello spazio.
Come moriranno il Sole e la Terra?
Ora il Sole è una stella molto stabile conl'idrogeno, che subisce la fusione nucleare, si trasforma in elio ed energia. L'energia che fuoriesce dal nucleo agli strati superiori della stella mantiene lo stato stabile del Sole per più di quattro miliardi di anni.
Ma nel tempo, l'elio si accumula nel nucleo.Le sue reazioni richiedono più pressione e temperature più elevate, quindi ora l'elio è inerte. Si trova solo nel nucleo, riscaldandosi lentamente. In circa 6 miliardi di anni, il Sole esaurirà l'idrogeno nel suo nucleo, si restringerà e si riscalderà fino a temperature estreme. Alla fine, dopo alcune centinaia di milioni di anni, le condizioni nel nucleo del Sole diventeranno così terribili che l'elio inizierà a sciogliersi in carbonio e ossigeno. Si accumuleranno nel nucleo, generando enormi quantità di energia.
Tutto ciò accade nel profondo del nucleo del Sole.Gli strati esterni reagiscono lentamente, ma lo fanno. Quando inizia la fusione del guscio dell'idrogeno, gli strati esterni si gonfiano, trasformando il Sole in una gigante rossa.
La dimensione attuale del Sole (1,4 milioni di km)rispetto a quando divenne una gigante rossa circa 7 miliardi di anni dopo. 1 a.a. — questa è la distanza attuale dalla Terra al Sole, 150 milioni di km. Credito: Una Räisänen.
Quando il Sole diventa una gigante rossa, lo diventaabbastanza grande da assorbire Mercurio e Venere. Esisteranno letteralmente all'interno del Sole per un po 'di tempo. Alla fine, questi pianeti evaporeranno completamente.
Il destino della Terra non è così chiaro.Il vento delle particelle subatomiche, come lo è ora il vento solare, diventerà molto più denso. Il sole perderà massa sufficiente per indebolire la sua gravità, il che significa che le orbite dei pianeti si espandono. Il problema è che la Terra è praticamente sul confine che separa il suo assorbimento dal gigante rosso Sole e abbastanza lontano da evitare questo destino. Dipende dalla fisica dettagliata, ad esempio quanta massa perderà il Sole. In ogni caso, le condizioni del pianeta diventeranno insopportabili.
Dove scappano i terrestri?
All'inizio del 2020 Alan Stern PhD, Scientistdella NASA, meglio conosciuta come il principale investigatore della missione New Horizons per studiare Plutone e la fascia di Kuiper, ha dettagliato il destino della Terra dopo che il Sole è diventato una gigante rossa.
“Alla fine della vita del Sole — nella fase di gigante rossa, l’area della Cintura di Kuiper diventerà una metaforica Miami Beach”.
Il dottor Stern crede che tutte le persone rimastepotrebbero trovare rifugio su Plutone e altri lontani pianeti nani nella fascia di Kuiper, una regione oltre Nettuno piena di rocce spaziali ghiacciate. Man mano che il Sole si espande, le condizioni su questi mondi cambieranno radicalmente e diventeranno più adatte.
Oggi pianeti nani come Plutonecontengono molta acqua ghiacciata e materiali organici complessi, e alcuni di loro hanno oceani sotto la superficie. Ma la temperatura superficiale di questi corpi extraterrestri è di centinaia di gradi sotto lo zero.
Tuttavia, quando il Sole diventerà una gigante rossa, la temperatura della superficie di Plutone sarà all'incirca la stessa delle temperature medie sulla superficie terrestre ora.
Un altro studio pubblicato sulla rivistaNel 2003, in Astrobiologia, Stern ha valutato le prospettive di vita nel sistema solare esterno dopo che una stella entra nella sua fase finale di vita. E tre anni dopo guidò il comando di una missione spaziale interplanetaria. La sonda inviata su Plutone nell'ambito del programma Nuove Frontiere ("New Horizons") ha lo scopo di approfondire la nostra comprensione del sistema solare.
Cosa c'è ai margini del sistema solare?
Al di là del gigante gassoso Nettuno c'è un'areaspazio pieno di corpi ghiacciati. Questo spazio freddo, noto come Cintura di Kuiper, contiene trilioni di oggetti — resti del primo sistema solare.
La fascia di Kuiper è mostrata oltre l'orbita di Nettuno. Uno dei suoi abitanti è Eris, che si trova in un'orbita ellittica molto inclinata. (Immagine per gentile concessione della NASA)
Nel 1943 suggerì l'astronomo Kenneth Edgeworthche comete e corpi più grandi potrebbero esistere al di fuori di Nettuno. E nel 1951, l'astronomo Gerard Kuiper predisse l'esistenza di una cintura di oggetti ghiacciati all'estremità del sistema solare. Oggi gli anelli previsti da questa coppia sono noti come cintura di Kuiper o cintura Edgeworth-Kuiper.
Nonostante le sue enormi dimensioni, la cintura di Kuipernon è stato scoperto fino al 1992 dagli astronomi Dave Jewitt e Jane Luu. Secondo la NASA, la coppia di scienziati "ha costantemente esplorato il cielo alla ricerca di oggetti deboli oltre l'orbita di Nettuno" dal 1987, che è stata catalogata come "1992 QB1"
Da allora, gli astronomi ne hanno trovati diversiintriganti oggetti della cintura di Kuiper e potenziali pianeti nella regione. La missione New Horizons della NASA continua a scoprire pianeti e oggetti precedentemente nascosti, aiutando gli scienziati a saperne di più su questa reliquia unica del sistema solare.
Cos'è la cintura di Kuiper?
Come la cintura degli asteroidi, la cintura di Kuiper lo èuna regione rimasta dalla storia primitiva del sistema solare. Come la cintura degli asteroidi, anche questa era formata da un pianeta gigante, sebbene sia più un disco spesso (come una ciambella) che una cintura sottile.
Il dipinto dell'artista raffigura un lontanoil pianeta nano Eris in lontananza con la sua luna Dismonia in primo piano. Entrambi chiamano la cintura di Kuiper "casa". Nuove osservazioni mostrano che Eris è più piccolo di quanto si pensasse in precedenza e ha quasi le stesse dimensioni di Plutone.
(Immagine: © ESO / L. Calçada)
Quando si è formato il sistema solare, un grandeparte del gas, della polvere e delle rocce si sono unite per formare il sole e i pianeti. Quindi i pianeti hanno trasportato la maggior parte dei detriti rimanenti al Sole o al di fuori del Sistema Solare. Ma gli oggetti ai margini del sistema solare erano abbastanza lontani da sfuggire all'attrazione gravitazionale di pianeti molto più grandi come Giove, e così sono riusciti a rimanere sul posto mentre orbitavano lentamente intorno al sole. La Fascia di Kuiper e il suo connazionale, la più distante e sferica Nuvola di Oort, contengono i resti dell'inizio della creazione del sistema solare, possono fornire preziose informazioni sulla sua nascita.
Secondo il modello di Nizza, uno dei propostimodelli della formazione del sistema solare — La Cintura di Kuiper potrebbe essersi formata più vicino al Sole, vicino a dove ora orbita Nettuno. In questo modello, i pianeti si impegnavano in una danza complessa in cui Nettuno e Urano si scambiavano di posto e si muovevano verso l’esterno, lontano dal Sole. Man mano che i pianeti si allontanavano dal Sole, la loro gravità poteva portare con sé molti oggetti della cintura di Kuiper, portando avanti piccoli oggetti mentre i giganti di ghiaccio migravano. Di conseguenza, molti oggetti della Cintura di Kuiper furono spostati dalla regione in cui furono creati alla parte più fredda del Sistema Solare.
Самая густонаселенная часть пояса Койпера è 42-48 volte più grande della Terra dal Sole. L'orbita degli oggetti in quest'area rimane in gran parte stabile, anche se a volte il percorso di alcuni oggetti cambia leggermente quando si spostano troppo vicino a Nettuno.
Gli scienziati hanno calcolato che migliaia di corpi con un diametro superiore a100 km (62 mi) orbitano attorno al Sole all'interno di questa cintura, insieme a trilioni di oggetti più piccoli, molti dei quali sono comete di breve periodo. La regione contiene anche diversi pianeti nani — mondi rotondi, troppo grandi per essere considerati asteroidi, ma troppo piccoli per essere considerati pianeti.
Oggetti della cintura di Kuiper
Plutone— il più grande ghiaccio conosciutopianeti nani. Plutone fu il primo vero oggetto della cintura di Kuiper (KBO) osservato, sebbene gli scienziati dell'epoca non lo riconobbero come tale finché non furono scoperti altri oggetti KBO. Quando Jewitt e Luu scoprirono la Cintura di Kuiper, gli astronomi videro presto che la regione oltre Nettuno era piena di rocce ghiacciate e minuscoli mondi.
Sedna- il più massiccio e il secondo più grande conosciutonel 2004 è stato scoperto un pianeta nano nel nostro sistema solare, KBO, grande circa tre quarti di Plutone. È così lontano dal Sole che impiega circa 10.500 anni per completare una rivoluzione. Sedna è larga circa 1.770 km e orbita attorno al Sole in un'orbita eccentrica che va da 12,9 a 135 miliardi di km.
Nel luglio 2005, gli astronomi hanno scopertoEridu, un KBO leggermente più piccolo di Plutone.Eris orbita attorno al Sole circa una volta ogni 580 anni, viaggiando quasi 100 volte più lontano dal Sole che dalla Terra. La sua scoperta ha posto ad alcuni astronomi il problema di classificare Plutone come un pianeta in piena regola. Secondo la definizione dell’Unione Astronomica Internazionale (IAU) del 2006, un pianeta deve essere abbastanza grande da liberare l’ambiente circostante dai detriti. Plutone ed Eris, circondati dalla cintura di Kuiper, chiaramente non potevano farlo. Di conseguenza, nel 2006, Plutone, Eris e il più grande asteroide, Cerere, sono stati riclassificati come pianeti nani dalla IAU. Altri due pianeti naniHaumeaEMakemake, sono stati scoperti nella fascia di Kuiper nel 2008.
Haumea (780 km) è il pianeta nano in rotazione più veloce con un anello intorno. Makemake (715 km) è probabilmente un pianeta nano con un proprio satellite.
Gli astronomi stanno ora ridefinendo lo status di Haumea comepianeta nano. Nel 2017, quando l'oggetto è passato tra la Terra e una stella luminosa, gli scienziati hanno capito che era più allungato che rotondo. Secondo la definizione IAS, la circonferenza è uno dei criteri per un pianeta nano. La forma allungata di Haumea potrebbe essere stata il risultato della sua rapida rotazione; una giornata presso la struttura dura solo circa quattro ore.
La Cintura di Kuiper è davvero un confine nello spazio — è un luogo che gli scienziati stanno appena iniziando a esplorare. Forse tra miliardi di anni diventerà una nuova casa per i terrestri.
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Il modello Nice è uno scenario per lo sviluppo dinamico del sistema solare. Il suo sviluppo è stato avviato presso l'Osservatorio della Costa Azzurra a Nizza, in Francia.