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Oltre Nettuno, piccoli mondi sembrano ricordare il loro passato
Due gruppi di ricercatori hanno utilizzato insieme i telescopi spaziali Hubble e James Webb per studiare 27 piccoli corpi appena scoperti oltre Nettuno, trovando indizi di una storia conservata sulle loro superfici. I colori ricordano quelli degli oggetti più grandi delle rispettive popolazioni, mentre i corpi più piccoli risultano meno numerosi di quanto previsto da alcuni modelli di formazione planetaria. I risultati, pubblicati in due studi complementari su The Astronomical Journal, permettono di verificare le ricostruzioni delle prime fasi di crescita dei pianeti.
Gli oggetti transnettuniani, o TNO, sono corpi generalmente piccoli, deboli e ghiacciati che orbitano attorno al Sole oltre Nettuno. Custodiscono informazioni su una fase in cui polvere e ciottoli del disco primordiale si aggregavano in planetesimi, i mattoni solidi da cui possono nascere i pianeti. Nelle regioni esterne del Sistema Solare, questa popolazione non completò il successivo processo di assemblaggio in mondi di dimensioni planetarie.
Le osservazioni coordinate hanno coinvolto gruppi della University of Victoria, con la guida del National Research Council of Canada, e della Northern Arizona University. I due telescopi hanno esaminato contemporaneamente la stessa porzione di cielo: Hubble nella luce visibile, Webb nell’infrarosso. Combinando i dati, i ricercatori hanno misurato i colori, ricavato indicazioni sulla composizione superficiale, stimato le dimensioni e determinato le orbite. Anche per questi strumenti, i piccoli mondi appaiono soltanto come punti luminosi.
Il campione comprende due popolazioni dinamiche, definite «fredde» e «calde»: termini che descrivono le orbite, non la temperatura attuale delle superfici. Gli oggetti freddi percorrono orbite relativamente circolari vicine al piano del Sistema Solare, considerate sostanzialmente originarie. Quelli caldi si sarebbero formati tra le attuali posizioni di Urano e Nettuno, per poi essere spinti verso l’esterno durante la migrazione dei pianeti giganti. Le loro orbite sono ora più ellittiche e inclinate.
Prima delle osservazioni, gli astronomi si aspettavano che numerose collisioni avessero modificato le superfici dei piccoli TNO, distinguendoli dai corpi maggiori. Lo studio guidato dalla dottoranda Anastasia Morgan mostra invece colori coerenti con quelli degli oggetti più grandi delle rispettive famiglie. Secondo i ricercatori, questa somiglianza suggerisce che le superfici conservino una firma delle condizioni di origine. Non dimostra però che siano rimaste intatte: gli urti potrebbero essere stati meno frequenti del previsto, oppure la composizione primordiale potrebbe sopravvivere anche alla frammentazione.
Il secondo studio, guidato dalla dottoranda Marielle Eduardo, ha analizzato la distribuzione delle dimensioni, trovandola sorprendentemente simile nelle due popolazioni. Il risultato suggerisce che la formazione dei planetesimi possa produrre proporzioni analoghe tra corpi piccoli e grandi anche in regioni diverse del disco originario. Si tratta di un’indicazione da approfondire, non della prova che le condizioni locali siano sempre irrilevanti.
Webb ha inoltre individuato meno corpi molto piccoli rispetto alle previsioni di alcuni modelli. Il più piccolo del campione ha un diametro di circa 5 chilometri, cinque volte inferiore a quello degli oggetti rilevabili con i telescopi terrestri più sensibili. Confrontare questa scarsità con i colori osservati offre due vincoli distinti ai modelli di formazione planetaria: quanti piccoli mondi dovrebbero esistere e quanto della loro composizione iniziale può resistere all’evoluzione del Sistema Solare.
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