All'interno della fascia principale degli asteroidi, ci sono un numero di corpi più grandi che hanno sfidato la classificazione tradizionale. Il più grande tra questi è Cerere, che è seguito da Vesta, Pallas e Hygeia. Fino a poco tempo fa, si pensava che Cerere fosse l'unico oggetto nella Cintura Principale abbastanza grande da subire un equilibrio idrostatico - dove un oggetto è sufficientemente massiccio da far crollare la sua gravità in una forma approssimativamente sferica.
Tuttavia, ora sembra che ci sia un altro corpo nella Cintura Principale che ha guadagnato la designazione di "pianeta nano". Utilizzando i dati dello strumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) presso il Very Large Telescope (VLT), un team internazionale di astronomi ha trovato prove convincenti che Hygeia è effettivamente rotonda, rendendolo il pianeta nano più piccolo del Sistema Solare.
Ancor prima che questo venisse alla luce, Hygeia ha soddisfatto la maggior parte delle qualifiche per essere designato come pianeta nano - che sono state adottate dall'Assemblea Generale IAU nel 2006. In conformità con queste qualifiche e definizioni, un "pianeta nano" è:
“[A] corpo celeste che (a) è in orbita attorno al Sole, (b) ha una massa sufficiente per la sua auto-gravità per superare le rigide forze del corpo in modo che assuma una forma di equilibrio idrostatico (quasi rotonda), (c) ha non ha ripulito il quartiere attorno alla sua orbita e (d) non è un satellite. "
Hygeia ha già soddisfatto tre di questi requisiti, poiché orbita attorno al Sole, non è il satellite di un corpo più grande e non ha liberato il vicinato dalla sua orbita. Con questi ultimi dati che indicano che potrebbe effettivamente essere rotondo, Hygeia soddisfa ufficialmente tutte le qualifiche. Pierre Vernazza, il principale ricercatore del team del Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), ha spiegato in un comunicato stampa dell'ESO:
“Grazie alla capacità unica dello strumento SPHERE sul VLT, che è uno dei sistemi di imaging più potenti al mondo, siamo riusciti a risolvere la forma di Hygiea, che risulta essere quasi sferica. Grazie a queste immagini, Hygiea può essere riclassificata come un pianeta nano, finora il più piccolo del Sistema Solare.”
Usando SPHERE, Vernazza e i suoi colleghi sono stati anche in grado di escogitare vincoli più accurati delle dimensioni di Hygeia. Secondo le loro stime, Hygiea misura poco più di 430 km (~ 270 mi) di diametro, dove Cerere misura un 950 km relativamente robusto (590 mi) di diametro e Plutone misura 2400 km (1490 mi). Come notato, questo rende Hygeia il più piccolo pianeta nano scoperto fino ad oggi.
È interessante notare che le osservazioni del team hanno anche indicato che Hygeia non ha un cratere di impatto molto grande sulla sua superficie, che gli scienziati si aspettavano di essere lì. Ciò è dovuto al fatto che Hygiea è il membro principale di una delle più grandi famiglie di asteroidi nella cintura principale. Questa famiglia contiene quasi 7000 membri carbonacei scuri (tipo C e tipo B) e si trova nella regione esterna della cintura principale.
A causa delle loro somiglianze, si ritiene che tutti questi asteroidi abbiano avuto origine dallo stesso corpo genitore (in questo caso, Hygeia), che sarebbe stato creato da un evento di grande impatto in passato. Pertanto, gli astronomi si aspettavano di trovare un segno ampio e profondo sulla superficie di Hygeia che sarebbe stato causato da questo evento.
Nonostante sia in grado di osservare il 95% della superficie di Hygeia, il team ha potuto identificare solo due crateri run-of-the-mill. “Nessuno di questi due crateri avrebbe potuto essere causato dall'impatto che ha originato la famiglia di asteroidi Hygiea il cui volume è paragonabile a quello di un oggetto delle dimensioni di 100 km. Sono troppo piccoli ", ha affermato Miroslav Brož, coautore dello studio dell'Istituto astronomico dell'Università Charles di Praga.
Per approfondire ulteriormente questo mistero, il team ha condotto simulazioni numeriche per determinare come Hygeia avrebbe potuto diventare sferica dando origine anche a una famiglia di asteroidi. Determinarono che questi erano probabilmente il risultato di una grande collisione frontale con un oggetto che misurava tra 75 e 150 km (~ 45-90 mi) di diametro circa 2 miliardi di anni fa.
Secondo le loro simulazioni (vedi il video sotto) questo impatto violento avrebbe completamente distrutto il corpo del genitore. Nel corso del tempo, molti dei frammenti si sono uniti per dare a Hygeia la sua forma rotonda mentre i resti sono stati distrutti come asteroidi. Questo tipo di evento, in cui due grandi corpi si sono scontrati nella cintura degli asteroidi, sarebbe stato un evento unico negli ultimi 3-4 miliardi di anni.
A questo proposito, questo ultimo studio non solo ha rivelato un altro candidato pianeta nano, ma fornisce anche ulteriori indizi su come la cintura di asteroidi si è evoluta nel tempo. Questi tipi di studi dettagliati sugli asteroidi sono ora possibili grazie all'avvento di telescopi più potenti e progressi nei calcoli numerici. Come ha concluso Vernazza:
“Grazie al VLT e allo strumento di ottica adattiva di nuova generazione SPHERE, stiamo ora immaginando asteroidi da cintura principali con una risoluzione senza precedenti, colmando il divario tra osservazioni di missione terrestri e interplanetarie.”
Il team internazionale era composto da astronomi del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), del Carl Sagan Center del SETI Institute, del Centro europeo di ricerca e tecnologia spaziale dell'ESA (ESTEC), della NASA JPL, dell'European Southern Observatory (ESO), MIT e più osservatori e università. Lo studio che descrive i loro risultati è apparso di recente sulla rivista Astronomia della natura.
