Le orbite dei pianeti nel nostro sistema solare si stanno espandendo a causa dell’indebolimento progressivo della stretta gravitazionale del sole, che si verifica mentre la nostra stella invecchia e perde massa. Ora un team di scienziati di NASA e MIT ha indirettamente misurato questa perdita di massa e altri parametri solari osservando i cambiamenti dell’orbita di Mercurio.
I nuovi valori ottenuti da questo studio migliorano le previsioni precedenti della perdita di massa del sole, riducendo le incertezze. Questo è particolarmente importante perché è collegato alla stabilità della costante gravitazionale G. Sebbene G sia considerata un numero fisso, se sia realmente una costante resta una questione fondamentale della fisica. Secondo quanto riferito da Antonio Genova, autore principale dello studio, Mercurio è perfetto per questi esperimenti a causa della sua sensibilità agli effetti gravitazionali e all’attività del sole.
Lo studio è cominciato con il miglioramento dell’effemeride di Mercurio, la mappa della posizione del pianeta nel cielo nel tempo. Gli scienziati hanno analizzato i leggeri cambiamenti nel movimento di Mercurio per comprendere meglio il sole e l’influenza dei suoi parametri fisici sull’orbita del pianeta.
Il perielio di Mercurio, cioè il punto della sua orbita in cui è più vicino al sole, cambia nel tempo e questo processo prende il nome di precessione. Tra i fattori che influenzano la precessione non ci sono solo le spinte gravitazionali degli altri pianeti. Il secondo contributo maggiore proviene dalla deformazione dello spazio-tempo intorno al sole a causa della sua stessa gravità, che è coperta dalla teoria della relatività di Einstein. Il successo di questa teoria nello spiegare la maggior parte della precessione di Mercurio ha convinto ulteriormente gli scienziati della correttezza della teoria stessa.
Altri contributi minori a questo processo sono attribuiti alla struttura interna del sole e alle sue dinamiche. Una di queste è il suo schiacciamento ai poli, che lo rende più gonfio al centro, invece che una sfera perfetta. I ricercatori hanno ottenuto una stima migliore dello schiacciamento in linea con altri tipi di studi. I ricercatori sono stati in grado di separare alcuni dei parametri solari dagli effetti relativistici, qualcosa mai realizzato in studi precedenti basati sull’effemeride.
La nuova stima del team sul tasso di perdita di massa solare rappresenta una delle prime volte in cui questo valore è stato limitato sulla base di osservazioni invece che di calcoli teorici. Dal precedente lavoro teorico degli scienziati era emersa un perdita di un decimo della percentuale della massa del sole in 10 miliardi di anni, che è abbastanza per ridurre l’attrazione gravitazionale della stella e permettere alle orbite dei pianeti di espandersi di circa 1.5 cm all’anno per ogni unità astronomica (la distanza tra la Terra e il sole).
Il nuovo valore ottenuto è leggermente inferiore rispetto a questo e ha meno incertezza. Questo ha permesso di migliorare la stabilità della costante G di un fattore di 10, rispetto ai valori derivati dagli studi sul movimento della Luna.
