Nuovi risultati dalla Fascia di Kuiper

La Fascia di Kuiper in una rappresentazione artistica.

La Fascia di Kuiper rappresenta la regione oltre l’orbita del pianeta Nettuno dove si sono osservati in questi ultimi trent’anni numerosi oggetti di ghiaccio e di roccia e che, secondo le teorie attuali, dovrebbero essere estremamente numerosi. Tale Fascia pare possa fornire alcuni indizi importanti sulla formazione del nostro Sistema Solare.

Secondo la teoria di formazione del nostro Sistema Solare molti planetesimi devono essersi formati nella regione caotica dei pianeti giganti, da Giove a Nettuno. Alcuni di questi planetesimi, frammenti di roccia e ghiaccio che combinandosi assieme per l’azione gravitazionale hanno dato vita ai pianeti, devono essere stati eiettati oltre l’orbita di Nettuno, altri invece sono entrati in orbita attorno a Giove. Quest’ultimi sono definiti asteroidi troiani. Tale teoria rientra all’interno del Nice Model, O Modello Nizza, dal nome della citta’ francese.

Tuttavia, non tutti gli oggetti della Fascia di Kuiper (KBOs) rispondono bene a questo Nice Model. Secondo un nuovo studio di Wesley C. Fraser, Michael E. Brown, Alessandro Morbidelli, Alex Parker e Konstantin Batygin, infatti, e’ 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 soluzione del problema non sembra essere semplice e si dovranno rivedere i modelli di formazione del nostro Sistema Solare.

I ricercatori in quest’ultimo studio hanno combinato i dati da numerose survey degli oggetti appartenenti alla Fascia di Kuiper per fare una stima approssimata del numero di oggetti di diversa dimensione all’interno del nostro Sistema Solare. La novita’ in questo lavoro rispetto ai precedenti riguarda l’uso della magnitudine assoluta, ossia la misura di quanto un oggetto e’ intrinsecamente luminoso, in contrapposizione con la sua magnitudine apparente, ossia la luminosita’ dell’oggetto osservata ad una certa distanza. Le due magnitudini sono legate fra loro da una ben precisa relazione e dalla distanza di osservazione dell’oggetto, di conseguenza la sfida maggiore e’ determinare con grande accuratezza la distanza. La magnitudine assoluta, inoltre, e’ anche legata alle dimensioni del KBO e al suo albedo, ossia alla quantita’ di luce riflessa, parametri fisici importanti per conoscere la loro formazione e composizione.

Trovare le magnitudini assolute per i KBO e’ una sfida ancora maggiore della determinazione delle magnitudini apparenti per ovvie ragioni: si tratta di oggetti di piccole dimensioni e spesso non sono risolti al piano focale del telescopio. Questo comporta che la misura di distanza di ciascuno KBO deve essere piu’ precisa possibile. Come hanno sottolineato gli autori della ricerca, anche i piu’ piccoli errori nelle misure di distanza possono influire in modo considerevole sulle stime di magnitudine assoluta.

In termini di orbite, i KBO si dividono in due principali categorie: gli hot e i cold, che non hanno nulla a che vedere con le temperature. Tali nomi sono percio’ ingannevoli. I KBO denominati cold hanno orbite quasi circolari (bassi valori di eccentricita’ e, vicini allo zero, da un punto di vista matematico) e basse inclinazioni, il che significa che le traiettorie si trovano vicino al piano dell’eclittica, dove gli otto pianeti si vengono a trovare. In altre parole, questi oggetti hanno delle orbite simili a quelle dei pianeti. I KBO di tipo hot hanno orbite molto allungate, con grandi valori di eccentricita’ e alte inclinazioni, un comportamento che e’ piu’ simile a quello delle comete.

Gli autori di questo nuovo studio hanno trovato che i KBO hanno la stessa distribuzione in dimensione degli asteroidi troiani, ossia vi e’ lo stesso numero relativo di KBO di piccole, medie e grandi dimensioni dei troiani. Il che comporta una probabile orgine comune durante la formazione del Sistema Solare. Cio’ va d’accordo con il Nice Model, che prevede che, in quanto migrati nelle loro orbite attuali, i pianeti giganti gassosi hanno “fatto migrare” con la loro azione gravitazionale molti planetesimi oltre l’orbita di Nettuno.
Tuttavia, i KBO di tipo cold non seguono bene il modello: vi sono meno KBO di grandi dimensioni rispetto a quelli di piccole dimensioni. Per rendere ancora il tutto piu’ strano, sia gli hot che i cold sembrano seguire lo stesso schema nel caso in cui le dimensioni diventano piccole, mentre tendono a cambiare con l’aumentare della massa, che e’ in contrasto con quanto ci si aspetterebbe se i KBO cold si fossero formati dove ora si trovano ad orbitare.

In altre parole, il Nice Model potrebbe al momento spiegare i KBO hot e i troiani, ma non i KBO di tipo cold. Questo non significa che tutto e’ perduto, naturalmente. Il Nice Model sembra ancora essere buono, tranne in alcuni casi, quindi e’ improbabile che sia completamente sbagliato. Come abbiamo imparato dallo studio dei sistemi planetari extrasolari i modelli di formazione planetaria sono attualmente in fase di elaborazione e ci sono delle grandi sorprese…

Articolo:
Wesley C. Fraser, Michael E. Brown, Alessandro Morbidelli, Alex Parker, Konstantin Batygin, The Absolute Magnitude Distribution of Kuiper Belt Objects,     arXiv:1401.2157 [astro-ph.EP] disponibile su: http://arxiv.org/abs/1401.2157
Fonte: Universe Today – Some Planet-like Kuiper Belt Objects Don’t Play “Nice” – http://www.universetoday.com/108189/some-planet-like-kuiper-belt-objects-dont-play-nice/

Sabrina