Illustration of our solar system. - 3D REnder Maps from http://planetpixelemporium.com/
Ci hanno sempre insegnato che il Sole si trova perfettamente al centro del nostro Sistema Solare. Lui è il perno di questo agglomerato di corpi celesti che noi consideriamo casa ma, al contrario di quanto crediamo, non si trova perfettamente al centro si esso.
Proprio così, perché, nonostante orbitino intorno a lui tutti i pianeti, gli asteroidi, le meteore e le comete attratte dalla sua forza gravitazionale, anche il Sole orbita intorno ad un punto immaginario che noi comunemente chiamiamo centro di massa (o baricentro) del Sistema Solare. Questo, stando alla definizione canonica, è il punto geometrico che corrisponde al valore medio della distribuzione della massa del sistema nello spazio e, nel nostro Sistema Solare, coincide soltanto poche volte con il centro della nostra stella.
“Ci viene naturale pensare che noi orbitiamo attorno al centro del Sole, ma questo accade davvero raramente. In realtà tutto orbita attorno al centro di massa del Sistema Solare, anche il Sole stesso. È molto raro che il centro di massa del Sistema Solare si allinei con il centro del Sole”.
James O’Donoghue, planetologo dell’Agenzia Spaziale giapponese (JAXA)
Nel suo tempo libero, James O’ Donoghue realizza dei film animati che mostrano come lavora la fisica dei corpi celesti. Ad esempio, per dimostrare la sua teoria sul centro di massa, ha creato un’animazione che ci mostra come il Sole e Giove si divertano ad attrarsi reciprocamente grazie alla loro forza gravitazionale.
Nel video si può notare come il Sole effettua un giro (di milioni di chilometri) attorno al centro di massa, delle volte accerchiandolo e altre volte sovrapponendosi ad esso. Questo movimento è dettato proprio dalla gravità che Giove (il pianeta più grande del nostro Sistema Solare) esercita sulla nostra stella. Nonostante il Sole occupi il 99,8% dell’intero Sistema, infatti, può essere soggetto alle altre forze gravitazionali esercitate dagli altri corpi celesti (in particolare quella di Giove che occupa quasi per intero il restante 0,2%) che lo fanno leggermente oscillare.
Ogni sistema planetario presente all’interno del nostro Sistema Solare orbita, a sua volta, intorno ad un punto invisibile che rappresenta il proprio centro di massa. All’interno di questo grande sistema, quindi, possiamo trovare altri piccoli sistemi dotati di propri baricentri che fanno da perno al loro moto.
Anche la Terra e la Luna hanno un centro di massa diverso dal nostro Pianeta. Questi, infatti, ruotano intorno ad un proprio baricentro che però, a differenza di quello del Sistema Solare, rimane sempre all’interno dei confini della Terra stessa.
Un altro esempio è quello del moto di Plutone e della sua luna Charon. Anche questi due corpi celesti, proprio come avviene con la Terra e il proprio satellite, ruotano intorno ad un proprio baricentro, che però resta sempre al di fuori dei confini di Plutone.
Le stime del centro di massa del Sistema Solare, inizialmente, venivano fatte osservando le variazioni di luce degli oggetti mentre gli strumenti utilizzati si avvicinavano o allontanavano da questi: Tracciamento Doppler.
Ora, invece, grazie a BayesEphem, un nuovo software appositamente progettato, un team internazionale di scienziati è riuscito a trovare il centro di massa del nostro Sistema Solare con un margine di errore relativamente minimo: soltanto 100 metri.
BayesEphem si basa sulle pulsar: stelle di neutroni in grado di ruotare molto velocemente e sparare fasci di radiazione elettromagnetica dai loro poli. Sono questi fasci che, quando le pulsar sono allineate in un determinato modo, emettono un segnale che “pulsa” in modo regolare e che può essere captato dalla Terra, permettendo agli scienziati molte misurazioni che in passato erano impensabili.
Questo nuovo programma, quindi, è progettato per correggere le incertezze più rilevanti nelle orbite del nostro Sistema Solare e fornirà, inoltre, le basi per future ricerche che hanno l’obiettivo di rilevare le onde gravitazionali attraverso le osservazioni delle pulsar millisecondo.
“Usando le pulsar sparse per la Via Lattea, siamo come un ragno seduto nella quiete nel mezzo della sua ragnatela”
Stephen Taylor, Astrofisico della Vanderbilt University