Quando pensiamo ai sistemi ad anello, 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 nel nostro Sistema Solare ad averli. Come il Voyager missioni dimostrate, ogni pianeta nel Sistema Solare esterno - da Giove a Nettuno - ha il suo sistema di anelli. E negli ultimi anni, gli astronomi hanno scoperto che anche alcuni pianeti minori - come gli asteroidi Centaur 10199 Chariklo e Chiron 2006 - li hanno anche.
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 potrebbe trattenere 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 "The Rings of Chariklo Under Close Encounters With The Giant Planets", apparso di recente in Il diario 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 loro sistema di anelli. Hanno quindi esaminato il modo in cui interagivano con il gigante gassoso.
Per scomporlo, i Centauri sono una popolazione di oggetti all'interno del nostro Sistema Solare che si comportano sia come comete che come asteroidi (quindi perché prendono il nome dalle bestie ibride della mitologia greca). 10199 Chariklo è il più grande membro noto della popolazione Centaur, un possibile ex oggetto transnettuniano (TNO) che orbita attualmente tra Saturno e Urano.
Gli anelli attorno a questo asteroide furono notati per la prima volta nel 2013 quando l'asteroide subì 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 composte 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 di ghiaccio d'acqua e polvere.
Questo è stato seguito da scoperte fatte nel 2015 che indicavano che Chirone 2006 - un altro grande centauro - poteva avere un anello tutto suo. 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 è stato un po 'sconcertante per gli astronomi, poiché gli anelli sono strutture fragili che si pensava fossero esclusive dei giganti gassosi del nostro Sistema.
Come il professor Othon Winter, il principale ricercatore del team di Sao Paulo, ha detto a Space Magazine via e-mail:
“All'inizio è stata una sorpresa trovare un centauro con anelli, poiché 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 anelli potrebbero essere molto più comuni di quanto pensassimo prima. "
Per motivi di studio, Winter e i suoi colleghi hanno considerato le orbite di 729 simulati cloni di Chariklo mentre orbitavano attorno al Sole nel corso di 100 milioni di anni. Da ciò, Winter e i suoi colleghi hanno scoperto che ogni centauro ha registrato in media circa 150 incontri ravvicinati con un gigante gassoso, entro un raggio di Hill dal pianeta in questione. Come lo descriveva Winter:
“Lo studio è stato condotto in due fasi. Innanzitutto abbiamo considerato un insieme di oltre 700 cloni di Chariklo. I cloni avevano traiettorie iniziali leggermente diverse da Chariklo per scopi statistici (dato che abbiamo a che fare con 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. "
“Nel secondo passaggio, abbiamo eseguito simulazioni di ciascuno degli incontri ravvicinati trovati nel primo passaggio, ma ora includendo un disco di particelle attorno a Chariklo (che rappresentano le particelle dell'anello). Quindi, 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 subito alcun effetto significativo? "
Alla fine, le simulazioni hanno mostrato che nel 90 percento dei casi, gli anelli dei centauri sopravvissero ai loro incontri ravvicinati con i giganti gassosi, mentre furono disturbati nel 4 percento dei casi e furono strappati via solo il 3 percento delle volte. Pertanto, hanno concluso che se esiste un meccanismo efficiente che crea gli anelli, è abbastanza forte da consentire ai centauri di mantenerli.
Inoltre, la loro ricerca sembrerebbe indicare che ciò che era considerato unico per alcuni corpi planetari potrebbe effettivamente essere più banale. "Rivela che il nostro Sistema Solare è complesso non solo come intero o per corpi grandi", ha detto Winter, "ma anche 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 dai giganti gassosi stessi. Ma indipendentemente da dove vengano, diventa sempre più chiaro che i centauri come 10199 Chariklo non sono soli. Inoltre, non rinunceranno presto agli anelli!
