LO STUDIO SU ASTROPHYSICAL JOURNAL

Il mistero degli asteroidi della Fascia di Kuiper

Un gruppo di ricercatori ha scoperto che alcuni degli oggetti della Fascia di Kuiper non rispettano le regole del modello fisico alla base della formazione del nostro Sistema solare e che spiega la distribuzione dei grandi pianeti e degli asteroidi. È emerso che gli asteroidi con orbite quasi circolari che si trovano approssimativamente sulla stesso piano delle orbite dei principali pianeti non vanno d’accordo col Nice Model, mentre quelli che hanno orbite irregolari lo seguono.

La fascia di Kupier. Crediti: Don Dixon

La fascia di Kupier. Crediti: Don Dixon

Se volessimo scoprire tutti i segreti del nostro Sistema solare li dovremmo cercare nella Fascia di Kuiper, la cintura di asteroidi oltre l’orbita di Nettuno che contiene un’innumerevole quantità di corpi rocciosi e ghiacciati. Nella fascia sono stati trovati più di 800 oggetti, alcuni dei quali quasi grandi come dei pianeti. È una delle regioni del nostro sistema che più desta la curiosità degli studiosi. Secondo una concezione standard, la maggior parte dei planetesimi (oggetti rocciosi primordiale alla base della formazione dei pianeti e degli asteroidi nel Sistema solare) combinandosi assieme per l’azione gravitazionale hanno dato vita ai pianeti. Secondo il modello fisico di Nizza (che spiega la formazione del nostro sistema planetario) altri oggetti di questo tipo sono stati in seguito mandati oltre l’orbita di Nettuno, altri, invece, gravitano ancora attorno a Giove e Nettuno e sono i cosiddetti asteroidi troiani.

Un gruppo di studiosi ha però dimostrato che molti oggetti della fascia di Kuiper (Kuiper belt objects – KBOs) non hanno rispettato il modello di Nizza alla lettera: i corpi con un’orbita quasi circolare che seguono la stessa orbita e si trovano sullo stesso piano dei grandi pianeti non rispettano il modello di Nizza; altri oggetti con un orbita più irregolare, invece, sì. Questo modello spiega le caratteristiche attuali delle orbite di Saturno, Urano, Giove e Nettuno e la cattura orbitale degli asteroidi troiani. Il modello dice che, quando sono migrati nelle loro orbite attuali, i pianeti giganti hanno letteralmente cacciato molti planetesimi al di là di Nettuno. 

Crediti: Minor Planet Center; Murray and Dermott

Crediti: Minor Planet Center; Murray and Dermott

I ricercatori Wesley Fraser, Mike Brown, Alessandro Morbidelli, Alex Parker e Konstantin Baygin hanno combinato i dati provenienti da diverse ricerche sulla Fascia di Kuiper per determinare quanti oggetti di ogni dimensione ci sono nel nostro Sistema solare: il dato finale è un buon indicatore del contesto in cui si sono formati. La differenza tra questo studio (pubblicato su Astrophysical Journal) e quelli precedenti è che questa volta il parametro principale è stata la magnitudine assoluta, vale a dire la misura della luminosità intrinseca di un oggetto, comparata con la magnitudine apparente, cioè la misura della sua luminosità rispetto a un punto di osservazione (come può essere la Terra). La magnitudine assoluta è misurata anche in base alla grandezza dell’oggetto in questione nella fascia di Kuiper e al suo albedo (la quantità di luce che riflette). Trovare la magnitudine assoluta è la vera sfida per i ricercatori, perché molto spesso questi oggetti non sono altro che piccoli puntini di luce visti con un telescopio. Le misurazioni, per questo motivo, devono essere molto accurate in modo da definire con precisione la distanza di ogni oggetto dall’altro.

I KBOs sono di due categorie: caldi e freddi, ma le loro definizioni non hanno nulla a che fare con la temperatura. Gli oggetti definiti “freddi” sono quelli che percorrono un’orbita più o meno circolare (bassi valori di eccentricità e, vicini allo zero, da un punto di vista matematico) e basse inclinazioni: ciò vuol dire che le loro traiettorie seguono quasi perfettamente il piano dell’ellissi, come gli altri pianeti del Sistema solare. Gli oggetti “caldi”, invece, hanno delle orbite irregolari, allungate e delle inclinazioni più alte: il loro comportamento è più simile a quello delle comete. Sono proprio questi ultimi ad aver accesso l’interesse dei ricercatori, perché avrebbero la stessa taglia e la stessa distribuzione degli asteroidi troiani. Cosa significa? Questo potrebbe essere un altro indizio che avvicina gli scienziati a conoscere qualche dettaglio in più sulle prime fasi della vita del Sistema solare.

I KBO di tipo freddo non seguono bene il modello: vi sono meno KBO di grandi dimensioni rispetto a quelli di piccole dimensioni. Per rendere ancora il tutto più strano, sia i caldi che i freddi sembrano seguire lo stesso schema nel caso in cui le dimensioni diventano piccole, mentre tendono a cambiare con l’aumentare della massa, che è in contrasto con quanto ci si aspetterebbe se i KBO freddi si fossero formati dove ora si trovano ad orbitare. Dai risultati della ricerca “The Absolute Magnitude Distribution of Kuiper Belt Objects” si deduce che i corpi cosiddetti “freddi” non rientrino nel modello di Nizza ma in altri modelli e leggi fisiche.

Per saperne di più:
Leggi lo studio su Astrophysical Journal: “The Absolute Magnitude Distribution of Kuiper Belt Objects”