Cos’è la massa solare?

Una massa solare è la massa del sole. O, più precisamente, sono 1.989 x 10^30 chilogrammi circa 333.000 Terre.

Gli astronomi usano una massa solare come unità di massa di base. Poiché la maggior parte delle cose in Questa Rete sono grandi e pesanti come stelle, galassie e buchi neri, ha più senso parlare di tali oggetti cosmici in termini di masse solari piuttosto che di unità molto più piccole, come i chilogrammi.

Pensare agli oggetti in termini di masse solari fornisce anche un senso più intuitivo della massa dell'oggetto rispetto al sole. Il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, ad esempio, misura circa 7,956 x 10^36 kg. Un numero così grande è un po' più difficile da immaginare che se dovessi dire che il buco nero è grande quanto 4 milioni di soli.

Grazie a Sir Isaac Newton, anche calcolare la massa del sole non è troppo difficile. La massa del sole determina quanto è forte la sua gravità. E la sua gravità determina la distanza orbitale e la velocità di un pianeta come la Terra.

Ad esempio, se il sole fosse più massiccio con un'attrazione gravitazionale più forte e se la Terra fosse alla stessa distanza dal sole, il nostro pianeta dovrebbe orbitare più velocemente o cadrebbe nel sole. Se il sole fosse meno massiccio con un'attrazione gravitazionale più debole, la Terra dovrebbe orbitare più lentamente o verrebbe espulsa dal sistema solare.

Le equazioni di Newton calcoleranno la massa del sole fintanto che conosciamo la velocità dell'orbita terrestre e la distanza dal sole. Gli astronomi usano la geometria di base per calcolare queste due costanti. La Terra orbita attorno al sole a circa 67.000 mph (107.000 km/h), secondo Cornell, e la distanza dalla Terra al Sole (chiamata unità astronomica) è di 92.955.807 miglia (149.597.870 chilometri) secondo l'Unione Internazionale degli Astronomi.

Il nostro sole attivo. (Credito immagine: NASA/SDO)

Alla fine del 1600, Newton calcolò le masse relative del sole e di altri pianeti. I suoi calcoli erano per lo più corretti, sebbene i suoi valori per il peso relativo della Terra fossero sbagliati. Ha scoperto che il sole è 169.282 volte più massiccio della Terra, mentre il valore esatto è 331.950. Ha calcolato male perché i suoi numeri per la distanza Terra-sole si basavano su misurazioni imprecise della parallasse del sole, che è lo spostamento apparente del sole nel cielo osservato in diversi punti dell'orbita terrestre. I ricercatori hanno anche scoperto che ha commesso un errore nella trascrizione dei numeri quando ha scritto nuove edizioni di "Principia", la sua raccolta di testi che descrivono concetti matematici e fisici.

Oggi, invece di usare la parallasse, gli astronomi possono misurare con precisione le distanze tra gli oggetti del sistema solare con il radar. Misurando il tempo impiegato dal segnale radar di un satellite per rimbalzare da un altro pianeta, gli astronomi possono determinare la distanza da quel pianeta. Ma poiché il sole non ha una superficie solida, i segnali radar non rimbalzano. Quindi, per misurare la distanza Terra-Sole, gli astronomi devono prima misurare le distanze da un altro oggetto, come Venere. Quindi, mediante triangolazione, possono calcolare la distanza dal sole.

Inserisci quel valore e la velocità misurata dell'orbita terrestre nelle equazioni di Newton e, con una semplice algebra, puoi calcolare la massa del sole. Assumendo un'orbita circolare (l'orbita terrestre è vicina a un cerchio), M = (d/G)v^2, dove d è la distanza dal sole, v è la velocità orbitale terrestre e G è la costante gravitazionale.

Ulteriori letture:

  • Una panoramica dei fatti sul sole, dalla NASA.
  • Confronto Sole/Terra in base ai numeri, dalla NASA.
  • Trova informazioni sulle missioni della NASA per studiare il sole.

Nota del redattore: questo articolo è stato aggiornato alle 13:00 ET per riflettere una correzione. La versione originale affermava che la massa del buco nero al centro della Via Lattea è 7,956 x 10^30 kg.

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