Scienziati del Southwest Research Institute (SwRI) hanno presentato la scoperta di una coppia binaria di oggetti nella fascia di Kuiper. Loro sono Oggetti transnettuniani (TNO), il che significa che la loro orbita è al di fuori dell'orbita di Nettuno, il pianeta più esterno del nostro Sistema Solare. Questa coppia binaria è insolita a causa della loro stretta vicinanza l'una con l'altra.
La fascia di Kuiper è in qualche modo simile alla fascia di asteroidi che si trova tra Marte e Giove. Ma la fascia di Kuiper è molto più massiccia della fascia di asteroidi. Inizia nell'orbita di Nettuno a una distanza di circa 20 AU dal Sole e si estende fino a circa 50 AU. La fascia di Kuiper è talvolta chiamata anche a disco circumstellare .
Gli oggetti nella fascia di Kuiper sono i resti dei primi giorni della formazione del Sistema Solare. La maggior parte degli oggetti della fascia di Kuiper (KBO) sono prevalentemente oggetti ghiacciati, formati da sostanze volatili congelate come metano e ammoniaca.
La fascia di Kuiper si estende da circa 20 AU dal Sole a circa 50 AU dal Sole. Credito: NASA
Il titolo dello studio che spiega questi risultati è “ L'occultazione stellare dell'oggetto transnettuniano risonante (523764) 2014 WC510 rivela un TNO binario vicino .” Gli autori chiave sono Rodrigo Leiva e Marc Buie, entrambi scienziati della SwRI. Lo studio è pubblicato su The Planetary Science Journal.
La ricerca che ha trovato la coppia binaria è arrivata dal Rete di occultamento collaborativa per la ricerca e l'istruzione (RICOGNIZIONE). RECON è uno sforzo di scienza dei cittadini 'mirato a esplorare il sistema solare esterno', come dice il loro sito web. Le persone in RECON 'conducono osservazioni telescopi coordinate per misurare le dimensioni degli oggetti da una regione chiamata Cintura di Kuiper'.
“Per me questo progetto è la scienza dei cittadini al suo meglio. Se non lo facessero, non conosceremmo questi oggetti”.
Marc Buie, coautore, Southwest Research Institute
Come chiarisce il nome del gruppo, gli osservatori di RECON usano occultazioni stellari per trovare oggetti nella fascia di Kuiper. Un'occultazione stellare è diversa da un transito, sebbene entrambi coinvolgano un oggetto che passa davanti a una stella. Mentre un'occultazione blocca completamente la stella lontana, un transito la blocca solo parzialmente. Poiché l'oggetto blocca brevemente la luce della stella, gli osservatori possono determinarne le dimensioni in base alla durata dell'occultazione.
Un'occultazione si verifica quando un oggetto passa davanti a un altro oggetto, bloccandolo completamente alla vista. Se l'oggetto sullo sfondo è completamente bloccato, si chiama transito. Questo grafico mostra l'occultazione di Aldebaran da parte della Luna. Credito: Stellarium.
Questa scoperta era insolita non solo per la vicinanza della coppia binaria tra loro, ma anche perché anche la stella occultata era una coppia binaria.
“In questo caso, anche la stella occultata si è rivelata un sistema binario. Le stelle binarie non sono insolite e gli oggetti binari non sono insoliti', ha detto Buie. 'Ma è insolito che abbiamo avuto un TNO binario che occulta una stella binaria'.
'Ciò che è anche interessante e insolito sono le caratteristiche di questo oggetto', ha detto Leiva in a comunicato stampa . “Le due componenti sono abbastanza vicine, distanti solo 350 chilometri. La maggior parte dei TNO binari sono molto separati, di solito 1.000 chilometri o più. Questa vicinanza rende questo tipo di TNO binario difficile da rilevare con altri metodi, che è ciò per cui RECON è stato progettato'.
Pan-STARRS1 scoperto l'oggetto binario nel 2011. L'oggetto binario ha il nome “523764 2014 WC510”, o semplicemente 2014 WC510. Durante l'occultazione osservata, era a 30,5 au dal Sole e 29,6 au dalla Terra, con an magnitudine apparente diV= 22,1. Per confronto, la magnitudine apparente di Nettuno è 7,78. L'oggetto principale della coppia ha un diametro diD= 181 ± 16 km e l'oggetto secondario ha un diametro diD= 138 ± 32 km.
'Ad oggi', scrivono gli autori nel loro articolo, 'solo 14 TNO o i loro satelliti (escluso Plutone) hanno dimensioni e albedo accurate pubblicate da occultazioni stellari'.
Questa figura dello studio mostra le dimensioni e l'albedo per i TNO con valori ben determinati. I simboli neri rappresentano ilSoggetto econdario, ilPoggetto rimario, e i due componenti insieme. Gli altri simboli sono pieni, nel senso che sono stati determinati da occultazioni, o vuoti, nel senso che sono stati determinati con altri metodi. Credito immagine: Leiva et al, 2020.
Anche la forma dell'oggetto è un po' un mistero. 'La forma proiettata dei componenti dell'oggetto è circolare con deboli prove statistiche contro forme proiettate ellittiche, forme che potrebbero essere confermate con dati S/N più elevati in occultazioni future o dati della curva di luce rotazionale', scrivono gli autori.
Il gruppo RECON ha svolto un ruolo importante in questa scoperta. RECON consiste in una serie di punti di osservazione dei cittadini su e giù per la costa occidentale del Nord America. Attualmente ci sono 64 siti in RECON. Alcuni dei finanziamenti per RECON provengono dalla National Science Foundation e ogni sito ha un telescopio da 11 pollici e un CCD. Quando un oggetto nel Sistema Solare esterno occulta una stella lontana, l'ombra che proietta su questa raccolta di punti di osservazione aiuta a determinare le dimensioni dell'oggetto.
Ciascuno dei 64 siti di RECON ha un telescopio e una videocamera. Sono tutti puntati verso la posizione di un'imminente occultazione allo stesso tempo. Credito immagine: RECON/Google Earth
Buie è molto elogiativo nei confronti di RECON e del contributo che i cittadini scienziati possono dare. 'Per me questo progetto è la scienza dei cittadini al suo meglio', ha detto Buie. “Stanno imparando, fanno osservazioni e aiutano a raccogliere dati. Se non lo facessero, non conosceremmo questi oggetti”.
Leiva e Buie intendono continuare a cercare più TNO, con un interesse speciale per i binari ravvicinati. Vogliono sapere quanto sono comuni e abbondanti. Le loro scoperte aiuteranno a costruire il modello di come si è formato il Sistema Solare.
Gli astronomi pensano che la maggior parte dei TNO sia iniziata in coppie binarie. Il fatto che questi siano così vicini potrebbe aver contribuito alla loro relazione binaria di lunga data. 'La sua doppia natura non è sorprendente e supporta l'aspettativa che la maggior parte dei TNO siano stati formati come binari e che i binari più vicini abbiano maggiori possibilità di sopravvivenza', spiegano gli autori.
Gli scienziati pensano che questi TNO più piccoli siano veri resti dei giorni primordiali del Sistema Solare, a differenza dei TNO più grandi. “Il diametro derivato dei componenti dell'oggetto messo 2014 WC510nella categoria dei binari di dimensioni simili, che potrebbero avere un'origine primordiale, a differenza dei grandi TNO con piccoli satelliti che si pensa si siano formati dopo impatti catastrofici', scrivono i ricercatori.
I più grandi oggetti transnettuniani (TNO) attualmente conosciuti saranno probabilmente superati da future scoperte. (Credito illustrazione: Larry McNish, Dati: M.Brown)
'La maggior parte dei modelli del sistema solare indica che i binari sono molto comuni, in particolare i binari vicini come questo', ha detto Leiva in un comunicato stampa . 'Se disponi di una misurazione accurata di quanto siano comuni, puoi mettere a punto questi modelli'.
'Il nostro obiettivo principale è sapere quanto sono comuni i TNO binari stretti', ha aggiunto Buie. “Questo oggetto è uno su un milione o proprio come il 90% di loro? Questo sta alimentando le nostre conoscenze per costruire modelli migliori di come si è formato il Sistema Solare”.
Gli sforzi in corso di RECON aiuteranno a rispondere a questa domanda.
Di più:
- Comunicato stampa: LO STUDIO SwRI DESCRIVE LA SCOPERTA DI UN STRETTO OGGETTO BINARIO TRANSNETTUNO
- Ricerca pubblicata: L'occultazione stellare dell'oggetto transnettuniano risonante (523764) 2014 WC510 rivela un TNO binario vicino
- Universo oggi: Oltre cento nuovi oggetti di grandi dimensioni trovati nella fascia di Kuiper