• 11 Novembre 2021 5:12

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

Per quale motivo i corpi celesti sono caratterizzati da una forma sferica?

Per quale motivo i corpi celesti sono caratterizzati da una forma sferica? Cercheremo di rispondere al quesito in maniera scientifica. Innanzitutto bisogna sapere che non tutti i corpi celesti sono necessariamente di forma sferica. La Via Lattea, ad esempio presenta una forma simile ad una focaccia, caratteristica presente in tutte le galassie di tipo spirale.

La forma sferica è riconducibile alle stelle, come nel caso del nostro Sole, e ai pianeti e i loro satelliti, tra cui troviamo la nostra Terra e la Luna. La forma, che può essere approssimata ad una sfera, è determinata dalla forza di gravità, che genera su questi corpi una condizione di equilibrio.

La gravità non è altro che una forza fondamentale per cui due corpi, di qualunque forma e composizione, si attraggono reciprocamente con un’intensità proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.

La forza gravitazionale

Le stelle vengono create da delle grandi nubi di gas interstellare. Queste cominciano a contrarsi a causa della propria forza di gravità, ossia per via dell’attrazione gravitazionale che ogni porzione di gas esercita sulle altre e viceversa. Inizialmente, non è presente nessuna direzione spaziale privilegiata, è la contrazione che successivamente darà origine ad una configurazione sferica.

Il sistema, in altre parole, tenderà verso un minimo del suo potenziale gravitazionale. Questo è rappresentato da una configurazione sferica, esattamente come l’acqua scende a valle verso un minimo del suo potenziale gravitazionale terrestre. Nell’esempio riportato l’energia gravitazionale, che viene rilasciata, viene dispersa nel suolo, oppure può essere catturata e trasformata, come nel caso delle centrali idroelettriche che producono energia elettrica.

La metà dell’energia gravitazionale, nel caso delle proto-stelle, finisce per essere liberata nel riscaldamento del gas, mentre l’altra metà viene invece irraggiata nello spazio circostante. Questa condizione continua fino a quando la pressione del gas, che è andato sempre più riscaldandosi, riesce ad equilibrare la forza di gravità.

La creazione della forma sferica

Le nubi di gas interstellare, e di conseguenza in linea generale anche le stelle che da esse si formano, sono caratterizzate da un momento angolare. Per questa loro caratteristica le stelle, generalmente ruotano attorno ad un proprio asse. La gravità, che ai poli è equilibrata dalla presenza di gas, all’equatore viene influenzata anche da una forza centrifuga. Questa condizione, che crea un leggero schiacciamento ai poli, forma un ellissoide di rotazione.

Se si considera ad esempio il Sole, questo possiede un periodo di rotazione di circa 25 giorni, e una gravità dominante. I ricercatori, in tempi recenti, hanno potuto determinare lo schiacciamento ai poli attraverso strumenti presenti a bordo di satelliti. Questi sono riusciti a correggere le deformazioni superficiali causate dall’attività magnetica solare. Il risultato dello schiacciamento polare osservato è di circa una parte su 100,000, consistente con la forza centrifuga generata dalla rotazione del Sole.

La condizione nei pianeti è pressoché identica a quella sopra descritta per il Sole, e quindi per le stelle in generale. Questo per quanto riguarda la forma dettata dall’attrazione gravitazionale e dagli effetti della rotazione. Infatti, la formazione e la struttura dei pianeti sono relativamente più complesse di quelle sopra descritte per le stelle.

I pianeti e la loro forma sferica

Perché tutti i pianeti sono sferici? Nell’universo ce ne sono tantissimi, un numero inconcepibile, eppure hanno tutti una cosa in comune, ossia che sono tutti sferici. I pianeti, secondo l’ipotesi più accreditata, si sono formati attraverso l’aggregazione gravitazionale di corpi molto piccoli, i planetesimi. Questi, a loro volta, si sono formati grazie ai processi chimico-fisici nel corso della contrazione gravitazionale della nube di gas interstellare, che ha dato origine al sistema solare.

La forza gravitazionale che crea i singoli pianeti e i loro satelliti in delle forme quasi sferiche, viene equilibrata dal gradiente di pressione. Questo dipende dalla composizione e dalla struttura dei singoli corpi.

Per comprendere meglio riportiamo un semplice esempio. Questo è rappresentato dal nostro pianeta roccioso, la Terra e dal suo satellite, la Luna. Questi due corpi celesti, a causa della rotazione su se stessi, possiedono una forma di ellissoide di rotazione. Il rapporto fra raggio polare e raggio equatoriale è di 0.996, quindi molto simile ad una sfera.

Conclusioni

Un pianeta, quindi, nasce da una nuvola di rocce e particelle di polvere, che ruotano attorno ad una stella. Le particelle si attraggono a vicenda a causa della gravità, fino a formare un unico corpo. Man mano che quel corpo attrae più materia, diventa sempre più grande, finché non ha attratto a sé tutto quello che c’è da intorno ad esso.

La gravità agisce allo stesso modo in tutte le direzioni rispetto al grumo iniziale, di conseguenza attrae la stessa quantità di materia in ogni punto, diventando così sferico. Gli asteroidi e le lune sono di dimensioni inferiori rispetto ai pianeti, di conseguenza posseggono meno gravità e sono tendenzialmente meno rotondi. Ma come nel caso della nostra Luna, se raggiungono una certa dimensione riescono a diventare sferiche quanto i pianeti.

FONTE:

https://www.ansa.it/scienza/notizie/rubriche/lincei/2013/11/19/Perche-tutti-corpi-celesti-hanno-forma-sferica-_9647582.html

https://www.esquire.com/it/lifestyle/tecnologia/a35139245/pianeti-rotondi-perche/

Fabiana Leoncavallo

Laureata in architettura, mi ritengo una persona piuttosto poliedrica. Grande appassionata di scienze, astronomia, storia, letteratura, cinema e serie tv, tutti argomenti che amo descrivere nei miei articoli, che si basano su ricerche valide. Inoltre, amo molto effettuare studi sulla natura, sugli animali, sui cambiamenti climatici, sulla salute e l'alimentazione.

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