Mi sapreste spiegare il motivo fisico per cui la Terra compie un moto di rotazione su se stessa? Il senso di rotazione di un pianeta da cosa è determinato? E l'inclinazione dell'asse di rotazione? Vi ringrazio per la disponibilità e per il prezioso servizio che fornite.
La risposta a questo interessante quesito proviene direttamente dalla teoria stessa dell'origine dei sistemi planetari, così com'è oggi accettata dalla
comunità astronomica. Questa teoria è infatti in grado di spiegare i
moti, sia di rotazione che di rivoluzione, osservati per la Terra e
per tutti i rimanenti pianeti del sistema solare.
Oggi sappiamo che ogni sistema planetario nasce dal collasso di dense
nubi interstellari, nubi che inizialmente possono esser molto grandi.
Una zona della nube, di dimensioni pari a circa un anno-luce, si
restringe fino alle dimensioni finali del sistema planetario, che per il
sistema solare equivale a una decina di ore-luce.
Durante il collasso avviene un fenomeno che va sotto il nome di
conservazione del momento angolare: anche una minima rotazione iniziale
della nube cresce drammaticamente. È l'analogo di quanto accade per un
ballerino che ruota a braccia estese verso l'esterno e che vede
aumentare la sua velocià di rotazione quando stringe a sé le braccia.
La materia della nube che collassa assume per questo motivo una
distribuzione schiacciata, simile a un disco un po' spesso, in
rotazione: questo è il disco protoplanetario, ossia la materia dalla
quale si formano i pianeti.
È
da notare che se la nube interstellare da cui si forma la stella non
possedesse neppur il minimo accenno di rotazione i pianeti non si
potrebbero formare: il risultato del collasso sarebbe solo una stella
centrale non ruotante. Ciò però è da considerarsi molto improbabile
nella realtà.
Nel caso del nostro sistema solare, il Sole e tutti i pianeti derivano
sia il moto orbitale (di rivoluzione) che il moto di rotazione dalla
rotazione originale (il "momento angolare" con termine tecnico) della
nube interstellare dalla quale si sono formati.
A conferma di questa teoria sta il fatto che, osservando il sistema
solare dall'"alto" (per esempio osservando il Polo Nord terrestre), non
solo tutti i pianeti si muovono attorno al Sole su orbite che giacciono
approssimativamente sullo stesso piano, detto il piano dell'eclittica (l'eclittica è definita come il piano su cui giace il moto della Terra
attorno al Sole),
ma anche la direzione del moto di rivoluzione attorno al Sole di tutti i
pianeti è uguale a quella in cui il Sole ruota su se stesso
(anti-orario se visto dalla direzione del Polo Nord), e questa direzione è anche la stessa in cui quasi tutti i satelliti ruotano attorno al
proprio pianeta. Nello stesso modo, quasi tutti i pianeti e il Sole
stesso ruotano attorno al proprio asse di rotazione in senso antiorario,
con l'asse quasi sempre perpendicolare al piano dell'eclittica.
Le uniche eccezioni a questa regola generale sono rappresentate da
Venere e Urano. Il pianeta Venere ruota su se stesso al contrario
rispetto agli altri pianeti (ossia in senso orario visto dalla direzione
del Polo Nord), mentre Urano ruota su un asse inclinato a circa 90 gradi
rispetto alla propria orbita, praticamente "rotola" lungo l'orbita. Ma
c'è una spiegazione anche per queste anomalie. Urano probabilmente agli
inizi della sua esistenza è stato urtato da un gigantesco planetoide,
che ha spostato l'asse di rotazione, facendolo piegare su un lato.
Quest'impatto deve esser avvenuto prima che Urano catturasse a sé il suo
sistema di satelliti, il cui piano orbitale appare invece uniforme, approssimativamente perpendicolare all'asse di rotazione del pianeta, e
non mostra quindi segno di alterazioni dinamiche dovute a tale gigantesca
collisione.
Qualcosa di simile si immagina sia accaduto a Venere, addirittura un
impatto così potente da causare l'inversione del senso di rotazione.
Questi eventi drammatici non dovevano esser rari agli albori del sistema
solare, quando nel piano planetario si trovavano ancora molti planetoidi
o mini-pianeti, oltre agli odierni pianeti appena nati. Si pensa inoltre
che uno di questi planetoidi abbia urtato la Terra, con un impatto così formidabile da causare l'espulsione di materiale proveniente da zone
profonde del nostro pianeta, materiale che più tardi si sarebbe
solidificato a formare la Luna. In generale, i crateri osservati su
tutte le superfici planetarie in grado di serbarne traccia testimoniano
quanto comuni questi fenomeni fossero nel passato.
[con la collaborazione di Angela Iovino]