Quando pensiamo ai sistemi di anelli, ciò che viene in mente naturalmente sono pianeti come Saturno. I suoi bellissimi anelli sono sicuramente i più conosciuti, ma non sono l'unico pianeta del nostro Sistema Solare ad averli. Come la Viaggiare missioni dimostrate, ogni pianeta del sistema solare esterno, da Giove a Nettuno, ha il proprio sistema di anelli. E negli ultimi anni, gli astronomi hanno scoperto che anche certi pianeti minori, come gli asteroidi Centaur 10199 Chariklo e 2006 Chirone – avere anche loro.
Questa è stata una scoperta piuttosto sorprendente, dal momento che questi oggetti hanno orbite così caotiche. Dato che i loro percorsi attraverso il Sistema Solare sono frequentemente alterati dalla potente gravità dei giganti gassosi, gli astronomi si sono naturalmente chiesti come un pianeta minore potesse mantenere un sistema di anelli. Ma grazie a un team di ricercatori dell'Università statale di San Paolo in Brasile, potremmo essere vicini a rispondere a questa domanda.
In uno studio intitolato “ Gli anelli di Chariklo durante incontri ravvicinati con i pianeti giganti “, apparso di recente inIl Giornale Astrofisico, hanno spiegato come hanno costruito un modello del Sistema Solare che incorporava 729 oggetti simulati. Tutti questi oggetti avevano le stesse dimensioni di Chariklo e avevano il proprio sistema di anelli. Hanno quindi esaminato il processo di interazione con il gigante gassoso.
Rappresentazione artistica degli anelli attorno al centauro Chariklo, il primo asteroide in cui sono stati scoperti gli anelli. Credito: ESO/L. Calcada/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org)
Per capirlo, i centauri sono una popolazione di oggetti all'interno del nostro sistema solare che si comportano sia come comete che come asteroidi (da qui il motivo per cui prendono il nome dalle bestie ibride della mitologia greca). 10199 Chariklo è il più grande membro conosciuto della popolazione dei Centauri, un possibile ex Oggetto Transnettuniano (TNO) che attualmente orbita tra Saturno e Urano.
Gli anelli attorno a questo asteroide erano notato per la prima volta nel 2013 quando l'asteroide ha subito un'occultazione stellare. Ciò ha rivelato un sistema di due anelli, con un raggio di 391 e 405 km e larghezze di circa 7 km 3 km, rispettivamente. Le caratteristiche di assorbimento degli anelli hanno mostrato che erano parzialmente composti da ghiaccio d'acqua. A questo proposito, erano molto simili agli anelli di Giove, Saturno, Urano e gli altri giganti gassosi, che sono composti in gran parte da acqua, ghiaccio e polvere.
Questo è stato seguito da scoperte fatte nel 2015 ciò indicava che Chirone del 2006, un altro importante centauro, avrebbe potuto avere un proprio anello. Ciò ha portato a ulteriori speculazioni sul fatto che potrebbero esserci molti pianeti minori nel nostro Sistema Solare che hanno un sistema di anelli. Naturalmente, questo lasciava un po' perplessi gli astronomi, dal momento che gli anelli sono strutture fragili che si pensava fossero esclusive dei giganti gassosi del nostro Sistema.
Come ha detto a Universe Today via e-mail il professor Othon Winter, il ricercatore capo del team di San Paolo:
“All'inizio è stata una sorpresa trovare un Centauro con gli anelli, dal momento che i Centauri hanno orbite caotiche che vagano tra i pianeti giganti e hanno frequenti incontri ravvicinati con loro. Tuttavia, abbiamo dimostrato che nella maggior parte dei casi il sistema ad anello può sopravvivere a tutti gli incontri ravvicinati con i pianeti giganti. Pertanto, i centauri con gli anelli potrebbero essere molto più comuni di quanto pensassimo prima'.
Rappresentazione artistica di Chirone, che mostra un possibile sistema di anelli. Credito: dailygalaxy.com
Per motivi di studio, Winter e i suoi colleghi hanno preso in considerazione le orbite di 729 cloni simulati di Chariklo mentre orbitano attorno al Sole nel corso di 100 milioni di anni. Da questo, Winter e i suoi colleghi hanno scoperto che ogni Centauro ha avuto una media di circa 150 incontri ravvicinati con un gigante gassoso, entro un raggio di collina dal pianeta in questione. Come l'ha descritto Winter:
“Lo studio è stato realizzato in due fasi. Per prima cosa abbiamo considerato un insieme di più di 700 cloni di Chariklo. I cloni avevano traiettorie iniziali leggermente diverse da Chariklo a fini statistici (dato che si tratta di traiettorie caotiche) e simulavano computazionalmente la loro evoluzione orbitale in avanti nel tempo (per vedere il loro futuro) e anche indietro nel tempo (per vedere il loro passato). Durante queste simulazioni abbiamo archiviato le informazioni di tutti gli incontri ravvicinati (molte migliaia) che hanno avuto con ciascuno dei pianeti giganti”.
'Nella seconda fase, abbiamo eseguito simulazioni di ciascuno degli incontri ravvicinati trovati nella prima fase, ma ora includendo un disco di particelle attorno a Chariklo (che rappresenta le particelle dell'anello). Poi, alla fine di ogni simulazione, abbiamo analizzato cosa è successo alle particelle. Quali sono stati rimossi da Chariklo (sfuggendo al suo campo gravitazionale)? Quali erano fortemente disturbati (ancora in orbita attorno a Chariklo)? Quali non hanno avuto alcun effetto significativo?'
Alla fine, le simulazioni hanno mostrato che nel 90% dei casi gli anelli dei Centauri sono sopravvissuti ai loro incontri ravvicinati con i giganti gassosi, mentre sono stati disturbati nel 4% dei casi e sono stati portati via solo nel 3% delle volte. Pertanto, hanno concluso che se esiste un meccanismo efficiente che crea gli anelli, allora è abbastanza forte da permettere ai Centauri di tenerli.
A causa della loro doppia natura, il nome Centaur è rimasto bloccato quando si parla di oggetti che fungono sia da comete che da asteroidi. Credito: jpl.nasa.gov
Inoltre, la loro ricerca sembrerebbe indicare che ciò che era considerato unico per alcuni corpi planetari potrebbe effettivamente essere più comune. 'Rivela che il nostro sistema solare è complesso non solo nel suo insieme o per corpi di grandi dimensioni', ha detto Winter, 'ma anche i corpi piccoli possono mostrare strutture complesse e un'evoluzione temporale ancora più complessa'.
Il prossimo passo per il team di ricerca è studiare la formazione degli anelli, che potrebbe dimostrare che in realtà li raccolgono dagli stessi giganti gassosi. Ma indipendentemente da dove provengano, sta diventando sempre più chiaro che i centauri come 10199 Chariklo non sono soli. Inoltre, non rinunceranno presto ai loro anelli!
Ulteriori letture: iopscience.iop.org