Lagrange (piemontese e non francese come i cugini d’oltralpe insistono a dire) aveva previsto l’esistenza di punti di stabilità orbitale sulla base di una trattazione teorica di un caso particolare del problema dei tre corpi. Come si sa il problema dei tre corpi (o peggio ancora degli n corpi) non è mai stato risolto teoricamente. In altre parole, non esistono formule che ci permettano di calcolare le passate o le future posizioni di un oggetto celeste che, oltre all’attrazione dovuta al Sole, subisca delle perturbazioni gravitazionali dovute a un terzo o a più corpi (come Giove e gli altri pianeti). Oggi il problema è risolto in modo numerico con approssimazioni successive utilizzando la potenza dei calcolatori elettronici. Il problema dei tre corpi è però risolvibile teoricamente in alcuni casi speciali, come appunto ha dimostrato Lagrange.
Sulla stessa orbita del pianeta perturbatore (consideriamo, ad esempio, Giove che è sicuramente il più importante) esistono due punti (detti appunto lagrangiani) in cui vi sono condizioni di stabilità orbitale in grado di preservare gli oggetti che vi risiedono dall’avere orbite caotiche. Nel caso del pianeta gigante questi punti (detti L4 e L5) sono popolati da un grandissimo numero di asteroidi, i famosi “Troiani”, che sfuggono a un miserevole destino (caduta verso il Sole o espulsione dal Sistema Solare) proprio rintanandosi sull’orbita stessa del “nemico”, ma a distanza di sicurezza. Geometricamente L4 e L5 formano un triangolo equilatero con il Sole e con il pianeta di cui sono sudditi. Nettuno, pur non essendo massiccio come Giove, possiede dei “Troiani”, ma finora i 5 scoperti erano localizzati solo in L4. Malgrado le difficoltà osservative (zona centrale della Via Lattea come sfondo) ora è stato individuato anche il primo posizionato in L5. Sicuramente la popolazione sarà ben più numerosa, dato che la zona oltre Nettuno è ricchissima di oggetti cometari o pseudo-cometari. Il nome del nuovo venuto è per il momento solo una sigla: 2008 LC18.
Per poter evidenziare piccoli e deboli oggetti contro uno sfondo popolatissimo di stelle, si è guardato nelle zone in cui nubi oscure di polvere interrompevano la luminosità dello sfondo. Piccole finestre di buio in cui tentare di vedere oggetti estremamente deboli. Per la scoperta si è usato il telescopio giapponese Subaru da 8,2 m delle Hawaii. L’orbita è stata poi determinata con osservazioni svolte in Cile con il telescopio Magellano da 6,5 m di Las Campanas.
Il diametro del nuovo arrivato si aggira intorno ai 100 km e si stima che il numero dei suoi compagni di tali dimensioni possa essere molto grande, intorno ai 150, perfino maggiore di quello degli oggetti di pari grandezza esistenti nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove.
Ricordiamo, infine, che la zona in questione sarà attraversata dalla sonda New Horizon dopo il suo incontro con Plutone che avverrà nel 2015.
L’orbita di Nettuno e i suoi 5 Troiani scoperti in L4 e l’unico in L5. I punti lagrangiani L1, L2 e L3 sono ben noti ai telescopi spaziali in quanto posizioni favorevoli per l’inserimento di oggetti artificiali, ma rappresentano soluzioni instabili nella teoria dei tre corpi.
Approfitto di questo articolo per fare il punto sugli asteroidi e sulle comete osservate finora dalle sonde spaziali attraverso l’immagine che segue:
Scusa Enzo la domanda forse assurda, ma i pianeti cosiddetti terrestri (Terra in particolare) come stanno nei punti di Lagrange? Le sonde che raggiungeranno questi punti, così affollati, avranno difficoltà ? A presto.
Mi scuso anzitutto per la mia ignoranza.Enzo mi vorrebbe sciogliere un nodo mentale?La posizione dei pianeti(e le rispettive orbite),dei satelliti e quant’altro sono stati spiegati in maniera analitico matematica?Nel senso esiste una teoria complessiva che spieghi logicamente posizione e grandezza del sistema solare?
Grazie mille. 🙄
@enzo e gli interessati
volevo fare solo una precisazione: in realtà gli asteroidi che viaggiano in prossimità del punto lagrangiano L4 di Nettuno sono attualmente 6 e non 5, come riportato dallo “IAU Minor Planet center”. A tutt’oggi non è nemmeno riportata questa scoperta dell’asteroide in L5 e non riesco a capirne il motivo…
Di solito questi aggiornamenti (nel mondo in cui internet e i computer la fanno da padroni…) avvengono oramai “quasi” istantaneamente…
Aspetto qualche giorno e poi vi farò sapere! 😉
PS tramite il simulatore 3D (che ho usato nei miei articoli sulle sonde spaziali) ho già pronto il grafico 3D interattivo dei Troiani di Nettuno (almeno i primi 6 escluso quest’ultimo, salvo aggiornamenti dell’ultima ora!) e contavo di scrivere un articolo in cui si potrà toccare con mano la situazione tridimensionale di asteroidi che solo dopo lungo studio si trovano essere posizionati in L4 o L5.
Vedremo infatti che questi asteroidi viaggiano ognuno per proprio conto nella propria orbita, apparentemente senza nulla sapere di L4 o L5!! 😉
PS2 solo ora leggo che l’elenco dello “IAU Minor Planet Center” è solamente aggiornato al 12 febbraio 2010 😯
altro che aggiornamento in realtime!!! 😳
Non vedo l’ora che la New Horizon entri in azione, soprattutto che tolga qualche curiosità su Plutone e chissà cosa di nuovo scoprirà. Ogni pianeta è una sorpresa, anzi, tante sorprese. L’immagine finale è stupenda. Sono cose che i nostri antenati si sognavano. L’esplorazione spaziale ci ha fatto fare passi da gigante nella conoscenza, in pochi decenni. Se si investisse più in ricerca anziché in armi… in Italia mi sa che si spende più in calciatori. 😆
Sono d’accordo con te “al ien”( complimenti per il nick): New Horizon ci rivelerà molto e ci saranno tante sorprese. Ad occhio e croce sarà una Cassini al quadrato, non vedo l’ora!!!!!!!!!!!!!!!!!
anche io non vedo l’ora che la New Horizons entri in attività fra 4 anni: purtroppo però (come ho scritto in dettaglio nel mio articolo,
http://www.astronomia.com/2009/07/15/il-viaggio-della-sonda-new-horizons-parte-1/
) non sarà così facile!
La sonda passerà, sì, in vicinanza di L5 di Nettuno, ma dobbiamo ricordarci che lo spazio (a quella distanza dal Sole) è immenso e non sarà così facile incrociare asteroidi in zona, ma nemmeno vederli: sarà davvero l’equivalente di cercare un ago in un pagliaio.
Poi quando la sonda arriverà nei pressi di Plutone, NON entrerà in orbita come la sonda Cassini, ma sfreccerà a velocità enorme a breve distanza da Plutone, Caronte, Nix e Hydra: farà foto e scoperte spettacolari, sì, ma non con la frequenza e potenza della mitica Cassini in orbita intorno a Saturno!
ultime notizie!
Nettuno possiede ora due asteroidi nel punto L5 di Lagrange: il secondo si chiama 2004 KV18 ! 😉