LA-FASCIA-DI-KUIPER-O-FASCIA-DI-EDGEWORTH-KUIPER
loading

La Fascia di Kuiper

La fascia di Edgeworth-Kuiper è una regione del Sistema Solare esterna all'orbita di Nettuno, l'ultimo dei pianeti, estesa fino a 50 Unità Astronomiche di distanza dal Sole. Ospita gli oggetti così detti trans-nettuniani, uno degli studi di frontiera dell'astronomia moderna, ed è sede dei nuclei ghiacciati che - se perturbati - danno vita alle comete di breve periodo. Lo studio delle perturbazioni dei TNO è alla base della ricerca di pianeti interni alla Fascia.

Storia

Ipotesi, osservazioni e denominazione

Il fatto che dopo l'orbita di Nettuno il sistema solare non esista più, che termini così bruscamente, non era un pensiero comunemente accettato. Una forza di gravità non smette di lavorare in maniera così netta: o dentro o fuori. Tanto più che il sistema solare è ben definito: prima i pianeti terrestri, poi i giganti gassosi e poi... poi Plutone, che non è né gigante né gassoso e con una orbita stranissima che interseca quella di Nettuno, che è inclinata di 17° rispetto all'eclittica e molto eccentrica.

E il suo satellite, Caronte? Non si è mai visto un pianeta con un satellite relativamente così grande.
Probabilmente esiste tutta una serie di corpi solidi che subisce una gravità tale da non potersi allontanare, ma non tanto forte da farli accorpare in ulteriori pianeti. Questo è il pensiero che Kennet Essex Edgeworth e Gerrit Pieter Kuiper elaborarono, ognuno indipendentemente dall'altro, e che li fece giungere alla ipotesi di esistenza di una serie di corpi solidi in circolo oltre Nettuno che di tanto in tanto entrano all'interno dell'orbita dei pianeti solari dando vita alle comete di corto periodo.
Era intorno al 1950, e recenti osservazioni hanno dato ragione ai due astronomi. La fascia in cui questi corpi orbitano è ora detta Fascia (o Cintura) di Edgeworth-Kuiper. Nel 1980 l'astronomo Julio Fernandez riprese il discorso ipotizzando l'esistenza di agglomerati solidi tra le 35 e le 50 UA. Questi corpi sono soggetti ad incontri ravvicinati il che porta alcuni di essi a risentire dell'influenza gravitazionale di Nettuno e ad essere attratti nel Sistema Solare sottoforma di cometa di breve periodo. Nacque così una caccia a questi corpi trans-nettuniani finché nel 1992 ne fu finalmente avvistato uno, chiamato 1992QB1. Fu solo il primo di una lunga lista, e lo studio di questi corpi è importante per i planetologi dal momento che le loro caratteristiche sono essenzialmente quelle dei corpi che hanno dato vita ai pianeti tramite aggregazione.

Ultimo aggiornamento del: 11/04/2021 19:47:17

I corpi della fascia di Kuiper

Classici e risonanti, caldi e freddi, diffusi

Con forma presumibilmente schiacciata ed una estensione che va da 38 a 50 UA, la Fascia di Kuiper contiene un numero indefinito di corpi, compreso tra dieci milioni ed un miliardo. Si pensa che tra le 38 e le 50 UA siano presenti almeno 70mila oggetti con dimensioni maggiori ai 10 chilometri di diametro. Le stime, che si estendono agli oggetti fuori dalla portata visiva, parlano di 10 milioni di corpi con diametro superiore ai 10 chilometri e di 10 miliardi di corpi con diametro che supera il chilometro.
I corpi compresi all'interno della Fascia sono presumibilmente i nuclei delle comete di breve periodo, intesi come quei corpi che a volte, vittime di spostamenti dovuti a fenomeni gravitazionali, vanno a penetrare nel sistema solare assumendo un'orbita ellittica intorno al Sole.

I corpi della Fascia di Kuiper vengono solitamente distinti in due grandi classi: i classici ed i risonanti.
I corpi classici sono compresi tra 42 e 48 UA e sono caratterizzati da una bassa eccentricità e da inclinazioni molto limitate rispetto al piano dell'eclittica. Una notevole densità si ha alla distanza di 39,5 UA, dove regna una speciale categoria di oggetti risonanti chiamati plutini in virtù del capostipite Plutone, spesso uniti in sistemi binari (proprio come Plutone e Caronte). I plutini sono in risonanza di moto medio con Nettuno, con periodo pari a 3/2 di quello di Nettuno: a 3 rivoluzioni di Nettuno ne corrispondono 2 dei plutini. E' proprio questa risonanza ad evitare collisioni tra Nettuno ed i plutini, visto che le orbite si intersecano più volte durante le rivoluzioni.
Oltre i plutini, ci sono gli altri corpi classici, che riempiono la fascia fino alle 48 UA dove si interrompono in modo molto brusco. Il limite esterno corrisponde alla risonanza 2:1 con Nettuno, cioè una rivoluzione di Nettuno corrisponde a due rivoluzioni dei corpi esterni della fascia di Kuiper.

Altra distinzione tra i corpi interni alla Fascia di Kuiper si ha tra corpi caldi e freddi, che si differenziano (non per temperatura ma) per colore ed inclinazione dell'orbita rispetto al piano dell'eclittica.

Ancora uscendo dalla Fascia di Kuiper esistono i corpi cosiddetti diffusi, caratterizzati da elevati valori di eccentricità ed inclinazione e molto instabili. A volte vengono attratti da Nettuno ed entrano nel Sistema Solare seguendo traiettorie da tenere sotto controllo. Quando entrano, infatti, possono venire a far parte della famiglia dei Centauri, tra i quali il più grande è finora Chirone. Inizialmente catalogato come asteroide, Chirone mostra oggi una chioma non indifferente che lo fa catalogare come cometa. Il movimento dei centauri induce a pensare che, data l'elevata instabilità dell'orbita, questi corpi non siano stabilmente in orbita intorno ai pianeti giganti gassosi del nostro sistema solare, ma che ne siano stati attratti e che siano destinati ad abbandonarla in tempi relativamente brevi.
Un dibattito è acceso sulla possibilità che la Fascia sforni non solo comete ma anche altre tipologie di corpi, come ad esempio Plutone, Caronte e Tritone. Le caratteristiche di questi corpi sono molto simili tra loro e molto differenti con le caratteristiche degli altri pianeti e satelliti, il che potrebbe far pensare che si siano creati all'interno dello stesso ambiente che potrebbe essere proprio la Fascia di Edgeworth-Kuiper.

Non è l'unico dibattito aperto sulla Fascia di Kuiper e sugli oggetti diffusi, del resto è proprio la lontananza che rende difficile lo studio di questi corpi. Studiamo Plutone da tanti anni, eppure in 77 anni ha percorso meno di un terzo della sua orbita quindi gli elementi che abbiamo non sono poi così tanti né tanto precisi. Per questo si ricorre sempre a simulazioni al computer. Uno dei problemi più affascinanti può essere proprio la brusca interruzione che si verifica a 48 UA. Può essere dovuta ad un evento sporadico come il passaggio di una stella vicino alle 1000 UA, ovviamente non in tempi recenti ma basta pensare che anche il nostro Sole è nato insieme ad altre stelle, oppure alla presenza di un pianeta, il famoso pianeta X, all'interno della fascia in grado di attrarre i corpi e non farli fuoriuscire dalle 48 UA. Se fosse così, però, sarebbe strano che un tale pianeta non abbia influenze gravitazionali su Nettuno.

Ultimo aggiornamento del: 11/04/2021 19:51:24

La massa della Fascia di Kuiper

Vasta estensione, ma massa relativamente bassa

La fascia di Kuiper, pur comprendendo tutti i corpi che possiede, non dovrebbe superare una massa che vada oltre qualche massa terrestre, il che è stato accertato studiando le interferenze gravitazionali sull'orbita della cometa di Halley. Un altro metodo è stato trovato misurando la radiazione termica della Fascia, che - nel caso di valori alti e quindi di molti corpi emittenti - avrebbe alterato i valori di temperatura della radiazione cosmica di fondo. I dati della sonda COBE della NASA non hanno trovato mutazioni nella radiazione a microonde, quindi sembrerebbe proprio che nella Fascia di Kuiper sia davvero molto lo spazio libero.

Ultimo aggiornamento del: 11/04/2021 20:00:30

La ripresa di 2012 HZ84 e 2012 HE85 da parte di New Horizons

Due corpi della Fascia di Kuiper

A febbraio 2018 è stata elaborata una immagine ottenuta dalla sonda New Horizon

New Horizons
La sonda New Horizons. Credits NASA/PEPPSI

s (a destra), che il primo gennaio 2019 incontra da vicino un oggetto di Fascia di Kuiper. Si tratta della foto scattata a maggior distanza dalla Terra nella storia, superando il record della Voyager 1 che si girò per immortalare la "Blue Pale Dot". L'immagine è stata scattata il 5 dicembre 2017 da 6.12 miliardi di chilometri e riprende un ammasso stellare, Wishing Well, tramite la Long Range Reconnaissance Imager di bordo. Dopo l'ammasso, la New Horizons si è voltata verso la Fascia di Kuiper immortalando due oggetti: 2012 HZ84 e 2012 HE85, al fine di comprenderne forma e eventuale presenza di lune o satelliti (in basso).

Riprese in falsi colori di 2012 HZ84 e 2012 HE85
Riprese in falsi colori di 2012 HZ84 e 2012 HE85. Credits NASA/Jjuapl/Swri
 

 

Ultimo aggiornamento del: 11/04/2021 20:11:11

L'asteroide 2004 EW95

Un asteroide ricco di carbonio in Fascia di Kuiper

In piena Fascia di Kuiper risiede un corpo che probabilmente si è formato molto più vicino al Sole, presumibilmente nella Fascia Principale degli Asteroidi. Si chiama 2004 EW95 ed è un oggetto ricco di carbonio, il primo di questo tipo a essere scoperto in un'orbita così distante. La migrazione verso l'esterno è avvenuta, probabilmente, durante le prime tumultuose fasi del Sistema Solare, quando molti corpi più piccoli furono espulsi dalla parte interna per essere confinati nelle zone più remote. Le misurazioni sono state effettuate tramite il Very Large Telescope di ESO anche se le prime osservazioni sono merito di Hubble Space Telescope della NASA, il primo a consentire di osservare una composizione non in linea con il resto dei KBO. L'asteroide dovrebbe misurare almeno 300 chilometri di lunghezza e si trova a 4 miliardi di chilometri da noi. 

Orbita asteroide 2004 EW95
Orbita dell'asteroide 2004 EW95. Credit ESO

 

 

Ultimo aggiornamento del: 11/04/2021 22:31:44