Il telescopio spaziale Hubble della NASA ha scoperto che un sistema di asteroidi nella lontana Fascia di Kuiper potrebbe essere composto da tre corpi, non due come precedentemente sospettato. Se confermato, il trio stabile di rocce spaziali ghiacciate sarebbe solo il secondo esempio di tre corpi spaziali legati gravitazionalmente trovati nella Fascia di Kuiper, la regione a forma di ciambella di corpi ghiacciati che si trova oltre l’orbita di Nettuno. La scoperta potrebbe anche sfidare la nostra comprensione di come si formano gli oggetti della Fascia di Kuiper (KBO). Un’illustrazione del sistema 148780 Altjira di due o forse tre asteroidi. Inserto: il telescopio spaziale Hubble.
Se confermato come un trio, il sistema — designato 148780 Altjira — potrebbe offrire agli scienziati l’opportunità di migliorare i loro modelli su come tre corpi legati gravitazionalmente si muovono nello spazio insieme. Questo enigma, noto come il ”problema dei tre corpi”, è una sfida sin da quando Isaac Newton pubblicò il suo lavoro ”Principia” nel 1687. “L’universo è pieno di una gamma di sistemi a tre corpi, inclusi le stelle più vicine alla Terra, il sistema stellare Alpha Centauri, e stiamo scoprendo che la Fascia di Kuiper potrebbe non fare eccezione,” ha detto in una dichiarazione il leader del team Maia Nelsen, laureato in fisica e astronomia alla Brigham Young University di Provo, Utah.
Gli astronomi Dave Jewitt e Jane Luu hanno scoperto il primo corpo ghiacciato nella Fascia di Kuiper, noto come 1992 QB1, nel 1992. Da allora, sono stati catalogati ulteriori 3.000 KBO. Gli astronomi stimano che diverse centinaia di migliaia di altri KBO con un diametro superiore a 10 miglia (16 chilometri) potrebbero nascondersi in questa ciambella ghiacciata, che inizia a circa 2,8 miliardi di miglia (4,5 miliardi di km) dal sole. Si pensa che la Fascia di Kuiper si estenda fino a 4,6 miliardi di miglia (7,4 miliardi di km) dal sole, che è circa 50 volte la distanza tra la Terra e il nostro astro. Il sistema Altjira si trova nel mezzo della Fascia di Kuiper, a circa 3,7 miliardi di miglia (6,0 miliardi di km) dal sole, o circa 40 volte la distanza tra la Terra e il sole.
Le immagini del telescopio spaziale Hubble inizialmente sembravano mostrare che il sistema Altjira era composto da due KBO situati a circa 4.700 miglia (7.600 km) di distanza. Quando il team ha condotto osservazioni ripetute del movimento co-orbitale unico dell’oggetto del sistema Altjira, tuttavia, hanno scoperto che l’oggetto interno è in realtà composto da due corpi. Questi KBO sono così vicini tra loro che non possono essere distinti individualmente da una distanza così grande. “Con oggetti così piccoli e lontani, la separazione tra i due membri interni del sistema è una frazione di pixel sulla fotocamera di Hubble, quindi è necessario utilizzare metodi non di imaging per scoprire che è un triplo,” ha detto Nelsen.
Ci sono voluti 17 anni di dati da Hubble e dall’Osservatorio Keck alle Hawaii per osservare i cambiamenti orbitali nel sistema Altjira e fare questa determinazione. I dati sono stati aggiunti a vari scenari di modellazione, con la spiegazione più probabile che sia un sistema a tre corpi. “Altre possibilità sono che l’oggetto interno sia un binario di contatto, dove due corpi separati diventano così vicini da toccarsi, o qualcosa che in realtà è stranamente piatto, come un pancake,” ha aggiunto Nelsen.
Dei 40 sistemi a più corpi identificati nella Fascia di Kuiper, questo è solo il secondo identificato composto da più di due oggetti. I ricercatori pensano che questi non siano casi isolati e che ci siano più sistemi multi-asteroidi là fuori nelle regioni esterne del sistema solare, in attesa di essere scoperti.
Le osservazioni di Hubble del sistema Altjira, che suggeriscono che abbia un terzo occupante, supportano una teoria della creazione dei KBO che coinvolge il collasso gravitazionale diretto della materia nel disco di materiale che circondava il sole neonato circa 4,5 miliardi di anni fa. Questo percorso di collasso diretto è simile al processo di formazione delle stelle, sebbene su una scala molto più piccola. La formazione delle stelle da dense chiazze di gas e polvere può anche risultare in sistemi a due e tre corpi. L’alternativa teoria della creazione dei KBO, che vede queste rocce spaziali ghiacciate create da collisioni tra corpi più grandi, non creerebbe un arrangiamento a tre corpi come sembra essere il sistema Altjira.
Il sistema Altjira si unisce al pianeta nano Plutone e al “pupazzo di neve spaziale” Arrokoth, un binario di contatto composto da due rocce spaziali che si toccano, come i corpi più studiati nella Fascia di Kuiper. La sonda New Horizons della NASA ha sorvolato Plutone nel 2015 e Arrokoth nel 2019. Non è prevista una visita ad Altjira, ma i ricercatori dietro il nuovo studio sperano che in futuro saranno possibili osservazioni remote dettagliate del sistema. Particolarmente entusiasmanti saranno le prossime osservazioni di Altjira condotte dal telescopio spaziale James Webb durante il suo terzo anno di operazioni. “Altjira è entrato in una stagione di eclissi, dove il corpo esterno passa davanti al corpo centrale,” ha detto Nelsen. “Questo durerà per i prossimi 10 anni, dando agli scienziati una grande opportunità per saperne di più.”
Il nuovo studio è stato pubblicato martedì (4 marzo) nel Planetary Science Journal.