Composizione del sistema solare
Posto al centro del sistema solare e che influenza il moto di tutti gli altri corpi attraverso la sua forza gravitazionale è il Sole, che di per sé contiene più del 99% della massa del sistema. I pianeti, in ordine di distanza dal Sole verso l’esterno, sono Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Quattro pianeti – da Giove a Nettuno – hanno sistemi di anelli, e tutti tranne Mercurio e Venere hanno una o più lune. Plutone era stato ufficialmente elencato tra i pianeti da quando fu scoperto nel 1930 in orbita oltre Nettuno, ma nel 1992 fu scoperto un oggetto ghiacciato ancora più lontano dal Sole di Plutone. Seguirono molte altre scoperte di questo tipo, compreso un oggetto chiamato Eris che sembra essere grande almeno quanto Plutone. Divenne evidente che Plutone era semplicemente uno dei membri più grandi di questo nuovo gruppo di oggetti, conosciuti collettivamente come la fascia di Kuiper. Di conseguenza, nell’agosto 2006 l’Unione Astronomica Internazionale (IAU), l’organizzazione incaricata dalla comunità scientifica di classificare gli oggetti astronomici, ha votato per revocare lo status di pianeta di Plutone e metterlo sotto una nuova classificazione chiamata pianeta nano. Per una discussione su tale azione e sulla definizione di pianeta approvata dalla IAU, vedi pianeta.
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Qualunque oggetto naturale del sistema solare che non sia il Sole, un pianeta, un pianeta nano o una luna è chiamato piccolo corpo; questi includono asteroidi, meteoroidi e comete. La maggior parte delle centinaia di migliaia di asteroidi, o pianeti minori, orbitano tra Marte e Giove in un anello quasi piatto chiamato fascia degli asteroidi. La miriade di frammenti di asteroidi e altri piccoli pezzi di materia solida (più piccoli di qualche decina di metri) che popolano lo spazio interplanetario sono spesso chiamati meteoroidi per distinguerli dai corpi asteroidali più grandi.
I diversi miliardi di comete del sistema solare si trovano principalmente in due serbatoi distinti. Quello più lontano, chiamato nube di Oort, è un guscio sferico che circonda il sistema solare ad una distanza di circa 50.000 unità astronomiche (AU) – più di 1.000 volte la distanza dell’orbita di Plutone. L’altra riserva, la fascia di Kuiper, è una spessa zona a forma di disco la cui concentrazione principale si estende a 30-50 AU dal Sole, oltre l’orbita di Nettuno ma includendo una parte dell’orbita di Plutone. (Un’unità astronomica è la distanza media dalla Terra al Sole, circa 150 milioni di km). Proprio come gli asteroidi possono essere considerati come detriti rocciosi rimasti dalla formazione dei pianeti interni, Plutone, la sua luna Caronte, Eris e la miriade di altri oggetti della fascia di Kuiper possono essere visti come rappresentanti sopravvissuti dei corpi ghiacciati che si sono accumulati per formare i nuclei di Nettuno e Urano. Come tali, Plutone e Caronte possono anche essere considerati come nuclei di comete molto grandi. Gli oggetti Centauro, una popolazione di nuclei di comete con diametri fino a 200 km, orbitano intorno al Sole tra Giove e Nettuno, probabilmente essendo stati perturbati gravitazionalmente verso l’interno dalla fascia di Kuiper. Il mezzo interplanetario – un plasma estremamente tenue (gas ionizzato) con concentrazioni di particelle di polvere – si estende verso l’esterno del Sole fino a circa 123 AU.
Orbite
Tutti i pianeti e i pianeti nani, gli asteroidi rocciosi e i corpi ghiacciati della fascia di Kuiper si muovono attorno al Sole con orbite ellittiche nella stessa direzione in cui ruota il Sole. Questo moto è definito progrado, o moto diretto. Guardando il sistema da un punto di osservazione sopra il Polo Nord della Terra, un osservatore scoprirebbe che tutti questi moti orbitali sono in senso antiorario. In netto contrasto, i nuclei delle comete nella nube di Oort sono in orbite con direzioni casuali, corrispondenti alla loro distribuzione sferica intorno al piano dei pianeti.
La forma dell’orbita di un oggetto è definita in termini di eccentricità. Per un’orbita perfettamente circolare, l’eccentricità è 0; con l’allungamento crescente della forma dell’orbita, l’eccentricità aumenta verso un valore di 1, l’eccentricità di una parabola. Degli otto pianeti principali, Venere e Nettuno hanno le orbite più circolari intorno al Sole, con eccentricità di 0,007 e 0,009, rispettivamente. Mercurio, il pianeta più vicino, ha l’eccentricità più alta, con 0,21; il pianeta nano Plutone, con 0,25, è ancora più eccentrico. Un altro attributo che definisce l’orbita di un oggetto intorno al Sole è la sua inclinazione, che è l’angolo che fa con il piano dell’orbita terrestre, il piano dell’eclittica. Di nuovo, tra i pianeti, quello di Mercurio ha l’inclinazione maggiore, la sua orbita giace a 7° rispetto all’eclittica; l’orbita di Plutone, in confronto, è molto più inclinata, a 17,1°. Le orbite dei piccoli corpi hanno generalmente sia eccentricità che inclinazioni più elevate di quelle dei pianeti. Alcune comete della nube di Oort hanno inclinazioni maggiori di 90°; il loro moto intorno al Sole è quindi opposto a quello della rotazione del Sole, o retrogrado.