Hubble e Webb scoprono oggetti estremi del sistema solare

Per la prima volta, gli scienziati hanno utilizzato l’energia congiunta dei telescopi spaziali Hubble e James Webb della NASA per studiare alcuni dei corpi più lontani del nostro sistema solare, gli Oggetti Trans-Nettuni (TNO). Alcuni di questi sono i più piccoli e deboli mai visti direttamente.

 

 

 

Per la prima volta, gli scienziati hanno utilizzato l’energia congiunta dei telescopi spaziali Hubble e James Webb della NASA per studiare alcuni dei corpi più lontani del nostro sistema solare, gli Oggetti Trans-Nettuni (TNO).

Alcuni di questi sono i più piccoli e deboli mai visti direttamente. I ricercatori hanno trovato inaspettatamente meno piccoli TNO di quanto si aspettassero, e che i colori di questi corpi seguivano le stesse relazioni dei loro membri più numerosi della famiglia.

Questi oggetti sono tipicamente piccoli corpi deboli, ghiacciati che orbitano attorno al Sole oltre l’orbita di Nettuno.

La maggior parte è più di 100 milioni di volte più fioca degli oggetti visibili a occhio nudo.

In due articoli complementari pubblicati martedì su The Astronomical Journal, i team hanno analizzato la distribuzione del colore, della composizione e delle dimensioni di 27 piccoli e tenui TNO appena scoperti.

Questa classe di piccoli corpi offre la migliore visione di una fase iniziale della costruzione dei pianeti, quando un disco di polvere e ciottoli in orbita attorno al Sole si coagulava in “planetesimali” grandi come città — i solidi mattoni da costruzione che si raggruppano per formare pianeti — ma non si erano ancora fusi in mondi a grandezza naturale.

Oltre Nettuno, questo secondo stadio non è mai avvenuto, lasciando dietro di sé una popolazione congelata di planetesimali.

Nel più approfondito indagine TNO fino ad oggi, team guidati da dottorandanti dell’Università di Victoria in Canada, sotto la guida del National Research Council of Canada, e della Northern Arizona University di Flagstaff hanno esaminato una chiazza di cielo contemporaneamente a Hubble, osservando la luce visibile dei TNO, e Webb, osservando la loro luce infrarossa. Il team di ricercatori ha misurato i colori degli oggetti, che sono come un’impronta digitale della composizione superficiale, così come le loro dimensioni e ne ha determinato le orbite.

Nelle osservazioni coordinate, i team hanno studiato due diversi tipi di TNO. I primi, TNO dinamicamente “freddi”, si trovano sulle loro orbite originali relativamente circolari attorno al Sole nel piano del sistema solare.

Il secondo tipo, i TNO dinamicamente “caldi”, si formò tra le attuali posizioni di Urano e Nettuno, ma fu spinto verso l’esterno dove si trovano oggi quando i giganti gassosi esterni migrarono all’inizio della storia del sistema solare.

Oggi risiedono in orbite altamente ellittiche e si muovono dentro e fuori dal piano del nostro sistema solare.

Prima di queste osservazioni, gli astronomi pensavano che piccoli TNO sia di popolazioni calde che fredde avessero subito molte collisioni, cambiando la loro superficie rispetto ai TNO più grandi.

Ma non è quello che hanno mostrato le osservazioni. Invece, i corpi più piccoli assomigliano ai loro corrispettivi più grandi.

Ciò implica che le collisioni non stanno modificando in modo significativo le superfici—forse perché ci sono meno collisioni del previsto, o perché i TNO in qualche modo mantengono la loro composizione primordiale pre-collisione. Le squadre stanno ancora cercando di svelare questo mistero.

“Potresti immaginare uno scenario in cui essere sbattuto e frammentato cambierebbe la composizione della superficie, e poi vedresti un colore di superficie diverso per i piccoli TNO rispetto ai loro fratelli più grandi. Quindi è davvero affascinante vedere che gli oggetti più piccoli in qualche modo ‘ricordano’ e preservano la storia di come sono stati creati,” ha detto Anastasia Morgan, dottoranda della Northern Arizona University, che ha guidato lo studio su colore e composizione.

“Questi TNO dinamicamente ‘caldi’ mantengono una firma del luogo in cui sono nati, anche se da allora sono stati mescolati orbitalmente”, ha detto il coautore David Trilling della Northern Arizona University.

Sia le popolazioni “calde” che quelle “fredde” sembrano mantenere gli stessi colori di quando si sono formate, con pochi cambiamenti dalla nascita del sistema solare.

I dati di Webb hanno anche permesso ai ricercatori di misurare il numero di oggetti di ogni dimensione. Hanno riscontrato che la distribuzione complessiva delle dimensioni per entrambe le popolazioni era sorprendentemente simile.

“È molto interessante che il processo di formazione planetesimale finisca per produrre la stessa distribuzione delle dimensioni sia per le popolazioni fredde che per quelle calde, nonostante si formino in regioni diverse del primo sistema solare. Il processo sembra insensibile alle condizioni del disco, producendo dimensioni planetesimale simili sia che il disco sia caldo che freddo, e denso o soffice,” ha detto Marielle Eduardo, dottoranda all’Università di Victoria, che ha guidato lo studio sulla distribuzione delle dimensioni.

I ricercatori hanno anche trovato meno di questi corpi molto piccoli di quanto si aspettassero, basandosi su alcuni modelli di formazione planetaria. Webb ha scoperto 27 nuovi TNO straordinariamente debole, uno così debole da essere come stare sulla Terra e vedere uno sciame di lucciole sulla Luna.

Il più piccolo che hanno osservato ha un diametro di circa 3 miglia (5 chilometri), circa cinque volte più piccolo di quanto possibile rilevare con i telescopi terrestri più sensibili.

Questo progetto non sarebbe stato possibile senza che Hubble e Webb avessero lavorato insieme per rilevare e caratterizzare questi TNO.

Con la sensibilità di Hubble alla luce visibile e quella di Webb all’infrarosso, i telescopi spaziali forniscono più intuizioni di quante ne possano fare da sole.