Un programma televisivo di successo come "Antiques Roadshow" attira gli spettatori con il suo fascino universale. Chi non vorrebbe trovare ricchezze segrete nella loro soffitta o cantina? Ma dipinti rari e gioielli di cimelio non sono gli unici oggetti preziosi in attesa di essere scoperti. Tesori cosmici giacciono anche nascosti nel vasto regno dello spazio. Tra i più preziosi di quei tesori ci sono i pianeti che si sono formati attorno ad altre stelle.
Gli astronomi hanno appena acquisito un indizio importante per guidare la loro caccia ai mondi extrasolari. E questo indizio indica i posti più improbabili: il nostro cortile.
"È possibile che alcuni degli oggetti del nostro sistema solare si siano effettivamente formati attorno a un'altra stella", afferma l'astronomo Scott Kenyon (Smithsonian Astrophysical Observatory).
In che modo questi mondi adottivi si sono uniti alla nostra famiglia solare? Sono arrivati attraverso un commercio interstellare che ha avuto luogo più di 4 miliardi di anni fa quando una stella ribelle sfiorò il nostro sistema solare. Secondo i calcoli effettuati da Kenyon e dall'astronomo Benjamin Bromley (Università dello Utah) e pubblicati nel 2 dicembre 2004, Nature, la gravità del Sole colse oggetti di dimensioni asteroidi dalla stella ospite. Allo stesso tempo, la stella ha attirato il materiale dalle parti esterne del nostro sistema solare.
"Potrebbe non esserci stato uno scambio uguale, ma sicuramente c'è stato uno scambio", afferma Bromley.
Un pennello vicino
Kenyon e Bromley raggiunsero questa sorprendente conclusione mentre lavoravano per spiegare l'oggetto misterioso Sedna, un mondo grande quasi quanto Plutone ma situato molto più lontano dal Sole. La scoperta di Sedna nel 2003 ha lasciato perplessi gli astronomi a causa della sua insolita orbita - un ovale lungo 10.000 anni il cui approccio più vicino al Sole, 70 unità astronomiche, è ben oltre l'orbita di Nettuno. (Un'unità astronomica, abbreviata in A.U., è la distanza media tra la Terra e il Sole, o circa 93 milioni di miglia.)
Comprendere Sedna è una sfida perché la sua orbita è lontana dall'influenza gravitazionale di altri pianeti nel nostro sistema solare. Tuttavia, la gravità di una stella di passaggio può trascinare oggetti oltre l'orbita di Nettuno, nella Cintura di Kuiper, in orbite come quella di Sedna. Kenyon e Bromley hanno eseguito simulazioni al computer dettagliate per mostrare come è avvenuto probabilmente questo volo stellare.
Il fly-by deve aver soddisfatto due requisiti chiave. Innanzitutto, la stella deve essere rimasta abbastanza lontana da non interrompere l'orbita quasi circolare di Nettuno. In secondo luogo, l'incontro deve essere accaduto abbastanza tardi nella storia del nostro sistema solare che oggetti simili a Sedna hanno avuto il tempo di formarsi all'interno della Cintura di Kuiper.
Kenyon e Bromley suggeriscono che la quasi collisione avvenne quando il nostro Sole aveva almeno 30 milioni di anni e probabilmente non più di 200 milioni di anni. Una distanza di volo di 150-200 A.U. sarebbe abbastanza vicino da interrompere la Cintura di Kuiper esterna senza influenzare i pianeti interni.
Secondo le simulazioni, la gravità della stella di passaggio spazzerebbe via il sistema solare esterno oltre il 50 a.C., anche se la gravità del nostro Sole attirasse alcuni dei planetoidi alieni. Il modello spiega sia l'orbita di Sedna sia il bordo esterno affilato osservato della nostra Cintura di Kuiper, dove pochi oggetti risiedono oltre il 50 A.U.
“Un volo ravvicinato da un'altra stella risolve due misteri contemporaneamente. Spiega sia l'orbita di Sedna che il bordo esterno della Cintura di Kuiper ", afferma Bromley.
Un luogo di nascita affollato
Ma da dove viene una stella del genere, e dove è andata? Dal momento che il sorvolo è avvenuto più di 4 miliardi di anni fa, tutti i sospetti sono da tempo sfuggiti al quartiere del Sole. Non esiste un modo pratico per trovare il colpevole oggi.
L'origine del visitatore può sembrare altrettanto mistificante perché il Sole vive attualmente in una regione sparsa della Via Lattea. Il nostro vicino più vicino è distante 4 anni luce e gli incontri ravvicinati stellari sono di conseguenza rari. Tuttavia, una quasi collisione sarebbe molto più probabile per un giovane Sole se fosse nato in un denso ammasso stellare, come suggeriscono prove recenti.
"Riteniamo che il 90 percento di tutte le stelle si formi in gruppi con poche centinaia o alcune migliaia di membri", afferma l'astronomo Charles Lada (Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian). "Più denso è il cluster, maggiore è la possibilità di un incontro tra le stelle associate."
"Questo lavoro è una prova importante che il Sole ha formato in prossimità di altre stelle", aggiunge.
Alla ricerca di mondi adottati
Le simulazioni di Kenyon e Bromley indicano che migliaia o forse milioni di oggetti alieni della Cintura del Kuiper sono stati strappati dalla stella di passaggio. Tuttavia, nessuno è stato ancora identificato positivamente. Sedna è probabilmente nostrana, non catturata. Tra i noti oggetti Kuiper Belt, una roccia ghiacciata soprannominata 2000 CR105 è il miglior candidato per la cattura data la sua orbita insolitamente ellittica e molto inclinata. Ma solo il rilevamento di oggetti con orbite inclinate di oltre 40 gradi dal piano del sistema solare confermerà il caso della presenza di pianeti extrasolari nel nostro cortile.
Il prossimo obiettivo di Kenyon e Bromley è stimare la densità del cielo degli oggetti catturati in modo che possano fare un sondaggio per trovare mondi così adottati.
"In linea di principio, i grandi telescopi come il MMT Telescope [un osservatorio Smithsonian / University of Arizona congiunto] possono trovarli se sono abbastanza numerosi", afferma Kenyon.
I calcoli qui riportati sono stati effettuati utilizzando circa 3000 cpu-giorni di tempo al computer presso il centro di supercalcolo presso il Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California.
Con sede a Cambridge, in Massachusetts, l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) è una collaborazione congiunta tra lo Smithsonian Astrophysical Observatory e l'Harvard College Observatory. Gli scienziati della CfA, organizzati in sei divisioni di ricerca, studiano l'origine, l'evoluzione e il destino finale dell'universo.
Fonte originale: Comunicato stampa Harvard CfA
