Prove di una riorganizzazione del giovane sistema solare

Una coppia di asteroidi sarebbe la "pistola fumante" che indica un “litigio” tra i giovani giganti del sistema solare

Un gruppo di scienziati, studiando un’insolita coppia di asteroidi, ha scoperto che la loro esistenza indica un iniziale riarrangiamento planetario nel nostro sistema solare.

Il team di scienziati SwRI ha studiato l’asteroide binario Patroclo – Menezio, mostrato in questa impressione artistica, per determinare se un riarrangiamento dei pianeti giganti sia potuto accadere nella storia del giovane sistema solare, più o meno nei primi 100 milioni di anni.
Credito: Immagine per gentile concessione di WM Keck Observatory / Lynette Cook

Gli scienziati del Southwest Research Institute hanno studiato un’insolita coppia di asteroidi e hanno scoperto che la loro esistenza indica un primitivo riarrangiamento planetario nel nostro sistema solare.

Questi corpi, chiamati Patroclo e Menezio, sono obiettivi della prossima missione “Lucy” della NASA.

Le dimensioni di Patroclo sono di circa 127 km × 117 km × 98 km, mentre per Menezio parliamo di circa 117 km × 108 km × 90 km. Orbitano l’uno intorno all’altro mentre compiono collettivamente una rivoluzione attorno al Sole e costituiscono l’unico grande asteroide binario noto nella popolazione di antichi corpi noti come asteroidi Troiani.

I due sciami di troiani orbitano approssimativamente alla stessa distanza di Giove dal Sole; uno sciame precede il gigante gassoso nella sua orbita, mentre l’altro lo segue.

“I Troiani sono stati probabilmente catturati durante un drammatico periodo di instabilità dinamica, quando si è verificata una scaramuccia tra i pianeti giganti del sistema solare – Giove, Saturno, Urano e Nettuno”, dice il dott. David Nesvorny, scienziato dello SwRI Institute, autore principale del documento, “Prove della migrazione molto precoce dei pianeti del sistema solare dall’asteroide troiano doppio Patroclo-Menezio”, pubblicato su Nature Astronomy.

Questo iniziale scossone ha spinto Urano e Nettuno verso l’esterno, dove hanno incontrato una grande popolazione primordiale di piccoli corpi, ritenuti la fonte degli odierni oggetti della fascia di Kuiper, orbitanti ai margini del sistema solare. “Molti piccoli corpi di questa primitiva Cintura di Kuiper erano sparpagliati in una zona più prossima al Sole di quella attuale, e alcuni di questi sono rimasti intrappolati come asteroidi Troiani”.

Con questo modello di evoluzione del sistema solare, però, un problema chiave risiede in quando ha avuto luogo il rimodellamento. In questo articolo, gli scienziati dimostrano che la stessa esistenza della coppia Patroclo-Menezio indica che l’instabilità dinamica tra i pianeti giganti deve essersi verificata entro i primi 100 milioni di anni dalla formazione del sistema solare.

Recenti modelli di formazione di piccoli corpi suggeriscono che questi tipi di asteroidi binari sono i resti dei primissimi tempi del nostro sistema solare, quando coppie di piccoli corpi potevano formarsi direttamente da una nube di “ciottoli” collassante.

“Le osservazioni sulla fascia di Kuiper odierne mostrano che oggetti binari come questi erano abbastanza comuni nei tempi antichi”, afferma il dott. William Bottke, direttore del Dipartimento di studi spaziali della SwRI, coautore del documento. “Solo pochi di loro ora esistono nell’orbita di Nettuno, il problema è come interpretare i sopravvissuti.”

Se l’instabilità si fosse sviluppata in ritardo di diverse centinaia di milioni di anni, come suggerito da alcuni modelli di evoluzione del sistema solare, le collisioni dei piccoli corpi all’interno del disco primordiale avrebbero distrutto questi binari relativamente fragili, non lasciando che alcuno potesse essere catturato nella popolazione troiana.

Precedenti instabilità dinamiche , invece, avrebbero lasciato intatto un maggior numero di oggetti binari, aumentando la probabilità di un numero maggiore di asteroidi binari catturati nella popolazione Troiana. Il team ha creato nuovi modelli che dimostrano che l’esistenza del binario Patroclo-Menezio indica fortemente un’instabilità precoce.

Questo modello precoce di instabilità dinamica ha importanti conseguenze per i pianeti terrestri, in particolare per quanto riguarda l’origine di grandi crateri da impatto sulla Luna, Mercurio e Marte che si sono formati circa 4 miliardi di anni fa. Gli oggetti che hanno creato questi crateri hanno meno probabilità di essere giunti dalle regioni esterne del Sistema Solare.

Considerato che alcuni dei crateri lunari maggiori hanno un’origine molto più recente, ciò potrebbe implicare che sono stati creati da resti di piccoli corpi del processo di formazione del pianeta terrestre.

Questo lavoro sottolinea l’importanza degli asteroidi Troiani nell’illuminare la storia del nostro sistema solare. Molto altro verrà appreso sul binario di Patroclo-Menezio quando la missione Lucy della NASA, guidata da Dr. Hal Levison, scienziato del team Swri e coautore del documento, esaminerà la coppia nel 2033, al culmine di una missione di 12 anni volta all’esplorazione di entrambi gli sciami troiani di Giove.

 

Articolo di riferimento QUI (inglese).

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