Origini turbolente per i Trans-Nettuniani


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Le masse dei satelliti vanno da 1/10 a 1/1000 dei corrispondenti TNO. Per un confronto, vengono anche mostrati la Terra e la Luna.

Mondi glaciali e lontani, situati in un’area remota del Sistema Solare, oltre l’orbita di Nettuno: sono gli oggetti Trans-Nettuniani (Tno), un gruppo di corpi celesti – di dimensioni intermedie tra pianeti e comete –  che è protagonista di uno studio appena pubblicato su Nature Astronomy (articolo: “Early formation of moons around large trans-Neptunian objects via giant impacts”). La ricerca, mirata ad indagare gli albori di questi oggetti e dei loro satelliti naturali, è stata condotta da un team di astronomi del Tokyo Institute of Technology e si è basata sia su osservazioni, sia su complesse simulazioni informatiche.

Molto probabilmente i Tno, che comprendono anche il pianeta nano Plutone, si sono formati contemporaneamente al Sistema Solare e quindi approfondire i loro inizi può essere utile per aggiungere ulteriori tasselli al passato del nostro sistema planetario. I più grandi tra questi corpi celesti (con un’ampiezza di oltre 1000 chilometri), inoltre, sono spesso dotati di lune, che dovrebbero essere il frutto di antiche collisioni tra i ‘mattoni’ del Sistema Solare. I ricercatori, che si sono particolarmente focalizzati sui satelliti naturali dei Tno, hanno realizzato in laboratorio oltre 400 simulazioni riguardanti situazioni estreme, quali impatti ed effetti mareali. I risultati ottenuti evidenziano che le dimensioni e le orbite dei sistemi di lune dei Tno più grandi sono compatibili con processi di formazione connessi all’impatto di corpi ‘progenitori’ in uno stato di fusione.

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I pannelli superiori mostrano le istantanee dell’impatto del gigante che forma il satellite con circa 1 km/s della velocità d’impatto e 75 gradi dell’angolo d’impatto. Il pannello inferiore mostra la vista schematica per la circolazione dell’orbita del satellite a causa dell’interazione delle maree dopo la formazione del satellite.

Inoltre, gli studiosi hanno notato che i Tno più grandi possono trattenere il calore interno per pochi milioni di anni; una durata così ridotta – in termini astronomici – si può verificare soprattutto se la fonte di calore è costituita da isotopi radioattivi caratterizzati da una vita breve, come l’alluminio 26. Quindi, dato che i corpi progenitori avrebbero bisogno di questo genere di radionuclidi per trovarsi in una condizione di fusione, i risultati suggeriscono che i sistemi dei Tno dovrebbero essersi formati prima delle migrazioni dei pianeti del Sistema Solare esterno o all’incirca nei primi 700 milioni di anni di storia del nostro sistema planetario. 

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La relazione tra l’eccentricità iniziale dei satelliti formati e l’eccentricità finale dopo 4,5 miliardi di anni di evoluzione delle maree è mostrata in tre casi. Quando i corpi planetari sono rigidi per tutto il tempo (figura a destra) o si comportano come un fluido per i primi 1000 anni (figura centrale), la maggior parte delle eccentricità non sono state smorzate, il che non è incoerente con l’osservazione. Quando si comportano come un fluido per i primi > 1 milione di anni, le eccentricità risultanti sono coerenti con l’osservazione.

Il team della ricerca, infine, ritiene che un rapido processo di nascita dei Tno è coerente con i più recenti studi in ambito planetario, che suggeriscono per questi oggetti una formazione per accrescimento derivante da piccoli e preesistenti corpi solidi.

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