Gemelli nel Sistema Solare

Questa rappresentazione artistica mostra il lontanissimo pianeta nano Eris. Le nuove osservazioni portano ad affermare che Eris è più piccolo di quanto si era calcolato in precedenza e probabilmente ha dimensioni confrontabili con quelle di Plutone. Eris è estremamente riflettente e la sua superficie è con grande probabilità ricoperta di ghiaccio formata dal gas proveniente dalla sua atmosfera che cambia di stato a seconda della posizione di Eris nella sua orbita intorno al Sole. Credit ESO. Disponibile su: http://www.eso.org/public/images/eso1142a/

 

 

Le dimensioni del pianeta nano Eris, che si trova oltre l’orbita di Nettuno, nella fascia di Kuiper, sono state misurate con estrema precione nel momento in cui transitava davanti ad una debole stella. Le osservazioni sono state compiute con alcuni telescopi cileni, tra cui il telescopio belga TRAPPIST all’Osservatorio di La Silla dell’European Southern Observatory (ESO). Il lavoro è stato pubblicato su Nature il 27 ottobre scorso.

Osservare un’occultazione di una stella da parte di un pianeta nano del nostro sistema solare è davvero un evento raro e difficile da osservare, perchè trovandosi nella Fascia di Kuiper, oltre l’orbita di Nettuno, il pianeta nano è lontano e molto piccolo. Eris è transitato davanti ad una debole stella di fondo nel novembre 2010 e da questo evento è stata possibile fare un’accurata determinazione delle sue dimensioni. La stella oggetto dell’occultazione è stata identificata con il telescopio di 2,2 metri dell’MPG/ESO all’Osservatorio di La Silla dell’ESO. Il team di ricercatori (soprattutto di origine francese, belga, spagnola e brasiliana), hanno utilizzato il telescopio TRAnsiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST), a La Silla.

Osservare l’occultazione prodotta da minuscoli corpi del sistema solare che si trovano al di là di Nettuno richiede una grande precisione e attenta pianificazione. È il miglior modo di misurare la dimensione di Eris, senza recarsi sul luogo” ha affermato Bruno Sicardy, primo autore dell’articolo.

Per osservare la stella sono stati coinvoltiben 26 siti differenti su tutto il globo terrestre, tra cui anche alcuni telescopi di astrofili, ma solo due sono stati in grado di osservare l’evento: L’Osservatorio di La Silla dell’ESO con il telescopio TRAPPISR e a San Pedro di Atacama, in Cile, con i telescopi Caisey Harlingten e ASH2. Tutti e tre questi telescopi hanno osservato una diminuzione di luminosità quando Eris è transitato davanti alla stella di sfondo, dietro di lui.

Da queste osservazioni si nota che Eris è un corpo quasi sferico. Queste misure accurate permettono di registrare con estrema precisione sia la forma che la dimensione del corpo, se però non sono presenti delle grandi montagne sulla loro superficie, altrimenti queste vengono a influenzarne il valore corretto. Nel caso di oggetti della Fascia di Kuiper è molto poco probabile che si possano trovare delle montagne su corpi celesti ghiacciati. Vicino a Plutone le temperature raggiungono i 4 K.

Al Congresso dell’International Astronomical Union (IAU) il 24 agosto 2006 Plutone viene declassato a pianeta nano del nostro sistema solare. Durante questo congresso si arrivò ad una definizione ufficiale di “pianeta” che non era mai stata formalizzata prima. Dopo la scoperta di 2003 UB313 (Eris), con un diametro di 2400 chilometri e quindi maggiore di Plutone, che orbitava ad una distanza tre volte maggiore di quella di Plutone da Sole, si era pensato di estendere la definizione di pianeta anche a Cerere, asteroide maggiore della Fascia degli asteroidi (1000 chilometri circa di diametro), Caronte e a 2003 UB313, arrivando in questo modo a contare 12 pianeti del nostro sistema solare. Mentre la notizia faceva il giro del mondo, fra gli astronomi invece si pensò di cancellare questa proposta e di formularne un’altra.

Il 24 agosto, dopo giorni di accesi dibattiti, è stata effettuata la votazione che ha promosso il modello di sistema solare interno composto da otto pianeti: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Da pianeta a pianeta nano – Nuove norme per la definizione di un pianeta:

1. Il corpo celeste orbita attorno ad una stella;
2. Il corpo non produce energia tramite fusione nucleare, ovvero non è esso stesso una stella;
3. la sua sua massa è sufficiente a conferirgli una forma sferoidale;
4. la sua fascia orbitale è priva di eventuali corpi di dimensioni confrontabili o superiori.

Il punto 4 fa la differenza tra pianeta (dove valgono le condizioni 1-2-3) con un pianeta nano (dove valgono simultaneamente 1-2-3-4).

Rappresentazione artistica che mostra Eris e il suo satellite Dysmonia sullo sfondo. Credit ESO/L. Calçada, disponibile su: http://www.eso.org/public/images/eso1142c/

 

 

La nuova stima del diametro di Eris è di circa 2326 chilometri, con un’incertezza di 12 chilometri. Questa misura fa sì che la sua dimensione sia meglio conosciuta di quella di Plutone stesso, che ha un diametro stimato tra 2300 e 2400 chilometri, che verrà determinato con grande precisione nel momento in cui la sonda New Horizons della NASA arriverà in vicinanza del sistema Plutone-Caronte nel 2015. Attualmente, il diametro di Plutone è più difficile da misurare poichè la presenza di un’atmosfera rende i bordi impossibili da rivelare direttamente durante l’occultazione. Il moto del satellite di Eris, Dysnomia è stato usato per stimare la massa di Eris, che risulta circa il 27% più pesante di Plutone. (la massa di Eris è di 1,66 x 10^22 kg, che corrisponde a circa il 22% della massa della Luna). Utilizzando sia la massa che il diametro si può calcolare la densità di Eris, stimata in 2,52 grammi/cm^3. Per confronto, la densità della Luna è di 3,3 grammi/cm^3 e quella dell’acqua è di 1.00 grammi/cm^3.

Questa densità implica che Eris sia probabilmente un grande oggetto roccioso coperto da un mantello di ghiacchio relativamente sottile“, commenta Emmanuel Jehin, che fa parte del team di ricercatori.

Altri dati importanti arrivano dalla sua superficie: sembra essere molto riflettente, con un albedo di 0,96 che rapprensenta la frazione di luce che riflessa sulla sua superficie, torna indietro nello spazio e non viene dunque assorbita dal corpo. Un albedo pari a 1 corrisponde al bianco perfettamente riflettente, mentre 0 corrisponde al nero totalmente assorbente. Ricordiamo che l’albedo della Luna è pari a 0.136, quindi molto piccolo rispetto a quello di Eris e molto vicino all’albedo del carbone. In definitiva, nel caso di Eris, circa il 96% della luce riflessa torna indietro e questo lo porta molto vicino ai valori di riflettività osservati nel nostro sistema solare, come quello di Encelado, satellite di Saturno.
L’albedo molto prossimo a 1 porta ad affermare che la superficie di Eris deve essere formata da uno strato di ghiaccio, con uno spessore inferiore al millimetro, formato da azoto e metano congelati.

I ricercatori pensano che questo strato di ghiaccio che ricopre Eris possa in effetti essere la sua atmosfera di idrogeno o metano, condensata sotto forma di ghiaccio, dato che il pianeta attualmente si trova a circa 97 UA (approssimativamente 145 miliardi di chilometri, 1 UA=150 milioni di chilometri ossia la distanza media Terra-Sole) dal nostro Sole e la sua temperatura alla superficie deve essere intorno ai -238°C per la parte esposta alla luce del Sole.

Di conseguenza, è possibile che quando Eris si avvicina al Sole (nel suo punto di massimo avvicinamento, o perielio, il pianeta nano si trova a 37,77 UA dal Sole, ossia 5,7 miliardi di chilometri), questo ghiaccio diventa ancora una volta una sottile atmosfera.

Il primo autore di questa ricerca, l’astronomo francese Bruno Sicardy, conclude che “è straordinario quanto siamo in grado di scoprire di un piccolo e lontanissimo oggetto come lo è Eris osservando il suo passaggio davanti ad una debole stella, utilizzando telescopi relativamente piccoli. Cinque anni più tardi la nascita della nuova classe di pianeti nani, alla fine siamo arrivati a conoscere uno dei questi membri”.

Il 2015 sarà l’anno in cui i pianeti nani del nostro sistema solare verranno osservati da vicino: Cerere dalla sonda DAWN della NASA in febbraio e Plutone in luglio. Eris, a causa della sua enorme distanza, dovrà aspettare un tempo molto più lungo per avere una visita da parte di una sonda.

Finalmente, con le tecniche sempre più precise nella determinazione delle occultazioni abbiamo la possibilità di conoscere gli oggetti che stanno al di là dell’orbita di Plutone, quella zona che fino a qualche anno fa era del tutto sconosciuta.

Qui sotto, un video dell’European Southern Observatory dove viene spiegato in inglese la determinazione del diametro di Eris.

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=wTZU0w81GNo

 

Fonte ESO: http://www.eso.org/public/news/eso1142/

Per altre informazioni su Plutone e sulla fascia di Kuiper:
La socperta di Plutone: http://tuttidentro.wordpress.com/2010/11/04/la-scoperta-di-plutone/
Pianeta o pianeta nano? : http://tuttidentro.wordpress.com/2010/11/05/pianeta-o-pianeta-nano/
Plutone e gli altri oggetti del nostro sistema solare: http://tuttidentro.wordpress.com/2010/11/11/plutone-e-gli-altri-oggetti-del-nostro-sistema-solare/

Articolo originale disponibile su Nature: “A Pluto-like radius and a high albedo for the dwarf planet Eris from an occultation”, by B. Sicardy et al., Nature 478, 493–496 (27 October 2011): http://www.nature.com/nature/journal/v478/n7370/full/nature10550.html?WT.ec_id=NATURE-20111027

Sabrina

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