I Pianeti Nani e i Confini del Sistema Solare

L’articolo che segue è l’ultimo della serie dedicata al Sistema Solare. Era stato originariamente pubblicato il 28 marzo 2014 e ora lo ripubblichiamo aggiornato con le ultime informazioni disponibili su Plutone fornite dalla sonda New Horizons nel 2015.

Rappresentazione artistica della superficie di Plutone (Di ESO/L. Calçada – Pluto (Artist’s Impression), CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6219505)

Un po’ di storia

Fin dai tempi della sua scoperta, che risale al 18 febbraio del 1930 a opera di Clyde Tombaugh (effettuata presso l’Osservatorio Lovell, Arizona) molti studiosi non erano concordi nell’affermare che Plutone fosse un pianeta per via delle numerose anomalie che presenta (delle quali parleremo fra poco). La posizione di quello che allora era considerato il nono pianeta del Sistema Solare fu calcolata in base al comportamento giudicato anomalo di Nettuno, che sembrava continuare nella sua orbita in un modo diverso da quello previsto, come se ci fosse l’attrazione di un altro pianeta più esterno ad alterane la traiettoria. Però le misurazioni successive alla scoperta dimostrarono che la massa di Plutone è troppo piccola (è più piccolo della nostra Luna) per generare una gravità sufficiente a disturbare un gigante come Nettuno, così si scatenò la caccia al decimo pianeta, il famoso Pianeta X (dove X sta sia per il “decimo” che per “misterioso”). Inaspettatamente nel 1989 la sonda Voyager 2 permise di scoprire che la massa di Nettuno era stata calcolata male e che, alla luce della massa giusta, non esisteva nessuna anomalia nell’orbita nettuniana, quindi era automaticamente svanita anche la necessità del Pianeta X. Questo significa anche che Plutone non influenza affatto Nettuno con la sue debole gravità e quindi la sua scoperta fu del tutto fortuita e indipendente dalle presunte anomalie orbitali dell’ottavo pianeta.

Da pianeta a “pianeta nano”

Plutone è stato considerato a tutti gli effetti il nono pianeta del Sistema Solare fino al 24 agosto 2006, quando l’Unione Astronomica Internazionale lo ha riclassificato come pianeta nano.

Un pianeta nano è qualunque oggetto orbitante intorno a una stella che abbia sufficiente massa da assumere una forma sferoidale, ma non da ripulire la sua orbita da altri oggetti di dimensioni confrontabili. Alcuni astronomi però hanno espresso dissenso verso questa definizione perché, a loro dire, non è abbastanza rigorosa. Vediamo di capire meglio cosa sia un pianeta nano cominciando proprio dal “povero declassato” Plutone.

 

PLUTONE

Nh-pluto-in-true-color_2x_JPEG
La prima fotografia reale di Plutone (Di NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute – http://pluto.jhuapl.edu/Multimedia/Science-Photos/image.php?gallery_id=2&image_id=243, Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=41850334)

Questa è la migliore fotografie esistente di Plutone ed stata scatatta dalla sonda New Horizons il 14 luglio 2015, quando ha effettuato un passaggio ravvicinato sul corpo celeste. La sonda era stata lanciata il 19 gennaio 2006 e ha impiegato ben 10 anni a raggiungere questo mondo ghiacciato,  nonostante sia stata l’oggetto artificiale più veloce della storia (ha raggiunto i 58.536 chilometri orari), questo dovrebbe dare un’idea di quanto sia lontano dalla Terra.

Plutone e Caronte messi a confronto con la Terra (Di NASA – http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/nh-pluto-charon-earth-size.jpg, Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=41572660)

Plutone ha un diametro di 2.300 chilometri circa (la nostra Luna ha un diametro medio di 3.470 chilometri, quindi circa un migliaio di più) e impiega ben 248 anni terrestri per effettuare un orbita intorno al Sole, per via della sua notevole lontananza. Una delle cose più strane di questo oggetto è la notevole inclinazione del suo piano orbitale rispetto a quello dell’eclittica. Addirittura si trova più vicino al Sole del pianeta Nettuno per un breve tratto della sua orbita. La superficie è stata mappata solo nel 2015 grazie alla già citata missione New Horizons, questo perché è impossibile vedere dettagliatamente la superficie plutoniana con un telescopio, è troppo piccolo per essere visibile. I dati della stessa missione hanno reso possibile anche ipotizzarne la struttura interna.

Schema della struttura interna di Plutone
  1. Atmosfera ghiacciata, composta probabilmente da metano, azoto e monossido di carbonio.
  2. Acqua ghiacciata.
  3. Nucleo roccioso, di composizione ancora poco chiara.

Plutone-Caronte, un sistema binario

Un’altra cosa molto interessate di Plutone è il fatto che esso formi un vero e proprio sistema binario col suo satellite maggiore, Caronte: il centro di gravità attorno il quale ruotano è esterno a Plutone, quindi ognuno dei due ruota intorno all’altro contemporaneament tanto che entrambi si rivolgono sempre la stessa faccia. Questo avviene perché il satellite Caronte è veramente enorme in proporzione al suo pianeta, infatti è appena un nono di Plutone. Sono le proporzioni maggiori di tutto il Sistema Solare.

Ci sono altri quattro satelliti naturali: Notte (il più piccolo), Idra (il più lontano), Cerbero e Stige. Caronte è stato fotografato per la prima volta dalla New Horizons nel 2015.

Superficie di Caronte

Esistono molti altri pianeti nani nel Sistema Solare, ecco quelli più degni di nota.

ERIS

In questa immagine, purtroppo molto sgranata, si può vedere Eris al centro e il suo satellite Dismonia, che è il puntino luminoso sulla sinistra. Eris è talmente lontana che impiega circa 557 anni terrestri a completare un giro di rivoluzione intorno al Sole; tuttavia, coi suoi 2.330 circa chilometri di diametro è il più grande pianeta nano del Sistema Solare, più grande anche di Plutone.

MAKEMAKE

Questo oggetto dal buffo nome (il dio della creazione secondo la mitologia dei nativi dell’Isola si Pasqua) è il terzo pianeta nano del Sistema Solare per dimensioni, coi suoi 1500-2000 chilometri di diametro. Stranamente non possiede satelliti. Makemake impiega più di 300 anni per completare un orbita intorno al Sole.

HAUMEA

Rappresentazione artistica di Haumea

Haumea è un bizzarro oggetto scoperto nel 2004. Ha un diametro medio di circa 1.500 chilometri ed è caratterizzato da una curiosa forma allungata conferita dalla sua estrema velocità di ratazione, infatti ruota su sé stesso in appena quattro ore. Ha due piccoli satelliti (Hi’ioaka e Namaka), ha un piano orbitale molto più inclinato di quello di Plutone e gira intorno al Sole in 238 anni, 10 in meno rispetto a Plutone.

CERERE

Forse qualcuno ricorderà questo oggetto, infatti ne ho parlato nell’articolo sulla Fascia Principale. Cerere è l’oggetto più massiccio della Fascia Principale (o cintura degli asteroidi) coi suoi 970 chilometri di diametro, ed è anche l’unico pianeta nano che si trova nella parte interna del Sistema Solare e non ai suoi confini. La fotografia poco sopra è stata scattata nel 2015 dalla sonda Dawn, la cui missione è studiare Cerere e l’asteroide Vesta.

Ma cosa c’è ai confini del Sistema Solare? La faccenda è effettivamente un po’ complicata.

Tutti i pianeti nani di cui abbiamo parlato, tranne Cerere, fanno parte della Fascia di Kuiper, una fascia di asteroidi esterni all’orbita di Nettuno. All’interno della fascia ci sono molti altri oggetti di ragguardevoli dimensioni, che spesso si trovano in risonanza orbitale con Nettuno.

Se procedessimo ancora di più verso l’esterno del Sistema Solare troveremmo una regione ricca di planetoidi ghiacciati chiamata Disco Diffuso. Il più famoso oggetto di questa regione è Sedna, scoperto nel 2003 e del diametro di 1.200-1.800 chilometri. Può arrivare a distare dal Sole anche 5 giorni luce e infatti impiega ben 12.000 anni terrestri a compiere un giro di rivoluzione completa.

La nube di Oort

I veri confini del Sistema Solare sono rappresentati dalla Nube di Oort:

Schema del Sistema Solare (By NASA / JPL-Caltech – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17046, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28366203)

In questa immagine possiamo vedere schematizzara la Nube di Oort (la fascia grigia più larga) e anche una rappresentazione schematica di tutto il Sistema Solare.

La Nube di Oort è una colossale nube sferica (probabilmente), formata da comete e che circonda tutto il Sistema Solare. Il suo limite potrebbe trovarsi anche a oltre un anno luce dal Sole e, per via della sua enorme distanza e della sua scarsa luminosità, non è mai stata osservata direttamente. Infatti la sua esistenza è solo un’ipotesi (nell’immagine sembra una massa opaca ma è solo un’esagerazione per renderla visibile, infatti risulta del tutto trasparente ai telescopi). Secondo le teorie attuali, le comete di lungo periodo (ossia le non periodiche) avvistate negli ultimi anni dovrebbero provenire da questa zona, come per esempio la Hale-Bopp che è stata visibilie nel 1997. La nube dovrebbe essere il residuo della nebulosa dalla quale si è formato il Sole e tutti i suoi pianeti circa 5 miliardi di anni fa. Anche le altre stelle dovrebbero avere la loro nube di Oort ed è molto probabile che le nubi di due stelle vicine si intersechino, quindi potrebbe anche capitare uno “scambio” di comete.

Con questo articolo abbiamo finito gli oggetti principali del Sistema Solare, ma non disperate: l’Universo è vasto e c’è molto di cui parlare!