500 mila anni dopo il collasso della nube primordiale, quando il nostro Sole era ancora una protostella. Nelle regioni interne del disco proto-planetario piccoli grani di polvere (dust grains) di dimensione sub-millimetriche iniziarono a fondersi per contatto diretto e auto-organizzazione formando quelli che prendono il nome di ciottoli (pebbles) di dimensioni comprese tra 1 mm e 10 cm. Questi oggetti iniziarono poi via via ad accrescere creando corpi via via più grandi delle dimensioni di qualche decina di chilometri: i planetesimi (planetesimals). I planetesimi interni erano formati principalmente da metalli e silicati (rocce) in quanto sostanze volatili erano presenti solo allo stato gassoso. Dato che metalli e silicati erano elementi piuttosto rari, costituendo solo lo 0.6% della massa del disco proto-planetario, il tasso di crescita dei planetesimi era piuttosto basso.
Dopo 100 mila anni i planetesimi riuscirono così a formare corpi detti proto-pianeti (planetary-embryos o cores) con massa pari al 5% di quella terrestre. La massa di questi corpi permise la differenziazione della struttura interna dei corpi grazie soprattutto al calore dovuto al decadimento radioattivo degli elementi pesanti, in grado di fondere le rocce.
Dopo 5 milioni di anni, la protostella divenne una stella di tipo T Tauri innescando un forte vento stellare che soffiò via tutte le sostanze volatili e le polveri dalle regioni interne del Sistema Solare. Questo pose fine al processo di accrescimento dei planetesimi. In ogni caso il processo di accrescimento dei proto-pianeti continuò per 50 milioni di anni riducendone in numero ma aumentandone la massa creando così, agli albori della nascita del Sole, 50 – 100 proto-pianeti di dimensioni comprese tra quelle della Luna e Marte.
A partire da 3 milioni di anni, nella regione degli Asteroidi (2-4 UA) vi erano 20 – 30 protopianeti e numerosi planetesimi per un totale di massa pari a 2-3 masse terrestri, che però vennero eccitati dalle risonanze orbitali con il vicino Giove. L’eccitazione portò ad orbite eccentriche ed inclinate, aumentando così la velocità dei corpi e la violenza degli scontri. Scontri così violenti portò all’aumento della frammentazione rispetto all’accrescimento. Inoltre, molti di questi frammenti vennero espulsi da questa regione riducendo il materiale presente a solo l’1% della massa terrestre. Il processo coinvolse, seppur parzialmente, anche la regione di Marte.
Il processo di accrescimento continuò, attraverso scontri tra i proto-pianeti, per altri 50 milioni di anni portando, dopo 100 milioni di anni dall’inizio del collasso della nube primordiale, alla formazione dei pianeti interni oggi conosciuti. Tra gli urti più violenti ricordiamo quello che tra 20 e 100 milioni di anni creò la Luna o quello che intorno ai 100 milioni di anni rimosse il mantello a Mercurio. A seguito dello svuotamento della regione, Marte non riuscì a raggiungere masse simili a quelle terrestri e venusiane, mentre nella regione degli Asteroidi nessun pianeta riuscì a formarsi.
Proprio in questa regione, 600 milioni di anni dopo il collasso della nube primordiale, a seguito di una risonanza orbitale tra Giove e Saturno, ci fu un secondo periodo di svuotamento (rimescolamento anche con oggetti della fascia di Kuiper) che ridusse a sua volta nel complesso di un fattore 10-20 la massa presente in quella regione, dando luogo alla fascia degli Asteroidi così come la conosciamo oggi. Nello stesso periodo ebbe luogo l’intenso bombardamento tardivo (Late Heavy Bombardment) che per 200 milioni di anni sottopose le regioni interne del Sistema Solare ad un intenso bombardamento ad opera di asteroidi e comete. Questo portò materiali volatili, altrimenti assenti, nelle regioni interne del Sistema Solare, tra cui i costituenti fondamentali della vita che poté così nascere a partire da 800 milioni di anni dopo il collasso della nube primordiale.
Astrofotografia
Riscopriamo quanto imparato in questo articolo andando a fotografare i seguenti oggetti:
- Il Mare Nectaris ed il LHB: il Late Heavy Bombardment (LHB) ha lasciato il segno sulla Luna! Infatti gran parte di Mari Lunari si sono formati da impatti con corpi celesti di grandi dimensioni, tra 3.92 e 3.85 miliardi di anni fa. Questo periodo prende il nome di Nettariano in onore alla formazione del Mare Nectaris o meglio del bacino di impatto che successivamente, su scala delle centinaia di milioni di anni, diede origine al mare.
