Illustrazione dell'artista del decimo pianeta e della sua luna. Credito d'immagine: Caltech. Clicca per ingrandire.
Il decimo pianeta appena scoperto, UB313 del 2003, assomiglia sempre di più a uno dei principali attori del sistema solare. Ha il peso di un pianeta reale (le ultime stime lo hanno circa il 20 percento più grande di Plutone), un nome in codice accattivante (Xena, dopo la principessa guerriera TV), e un suo record Guinness Book-ish (circa 97 unità astronomiche - o 9 miliardi di miglia dal sole - è l'oggetto rilevato più lontano del sistema solare). E gli astronomi del California Institute of Technology e i loro colleghi hanno scoperto che ha una luna.
La luna, 100 volte più debole di Xena e in orbita attorno al pianeta una volta ogni due settimane, è stata avvistata il 10 settembre 2005, con il telescopio Keck II di 10 metri presso il W.M. Keck Observatory alle Hawaii di Michael E. Brown, professore di astronomia planetaria, e i suoi colleghi a Caltech, Keck Observatory, Yale University e Gemini Observatory alle Hawaii. La ricerca è stata parzialmente finanziata dalla NASA. Un documento sulla scoperta è stato inviato il 3 ottobre a Astrophysical Journal Letters.
"Dal giorno in cui abbiamo scoperto Xena, la grande domanda è stata se ha o meno una luna", afferma Brown. "Avere una luna è semplicemente intrinsecamente bello, ed è qualcosa che hanno la maggior parte dei pianeti che si rispettano, quindi è bello vedere che anche questo lo fa."
Brown stima che la luna, soprannominata "Gabrielle" - dopo il compagno immaginario di Xena - abbia almeno un decimo delle dimensioni di Xena, che si ritiene abbia un diametro di circa 2700 km (Plutone è 2274 km), e potrebbe essere circa 250 km di diametro.
Per conoscere le dimensioni di Gabrielle in modo più preciso, i ricercatori devono conoscere la composizione della luna, che non è stata ancora determinata. La maggior parte degli oggetti nella Cintura di Kuiper, l'enorme fascia di miniplaneti che si estende da oltre Nettuno verso le lontane frange del sistema solare, sono circa metà roccia e metà ghiaccio d'acqua. Poiché una superficie a metà roccia e metà ghiaccio riflette una quantità abbastanza prevedibile di luce solare, è possibile effettuare una stima generale delle dimensioni di un oggetto con quella composizione. Gli oggetti molto ghiacciati, tuttavia, riflettono molta più luce e quindi appariranno più luminosi, e quindi più grandi, di oggetti rocciosi di dimensioni simili.
Ulteriori osservazioni sulla luna con il telescopio spaziale Hubble della NASA, programmato per novembre e dicembre, consentiranno a Brown e ai suoi colleghi di fissare l'orbita esatta di Gabrielle attorno a Xena. Con questi dati, saranno in grado di calcolare la massa di Xena, usando una formula ideata per la prima volta circa 300 anni fa da Isaac Newton.
"Una combinazione della distanza della luna dal pianeta e della velocità che percorre il pianeta ti dice in modo molto preciso quale sia la massa del pianeta", spiega Brown. “Se il pianeta è molto massiccio, la luna girerà molto velocemente; se è meno massiccio, la luna viaggerà più lentamente. È l'unico modo in cui potremmo mai misurare la massa di Xena, perché ha una luna. ”
I ricercatori hanno scoperto Gabrielle utilizzando il sistema di ottica adattiva per stelle guida laser Keck II recentemente commissionato. L'ottica adattiva è una tecnica che rimuove la sfocatura della turbolenza atmosferica, creando immagini nitide come sarebbero ottenute dai telescopi spaziali. Il nuovo sistema a stella con guida laser consente ai ricercatori di creare una "stella" artificiale facendo rimbalzare un raggio laser su uno strato dell'atmosfera a circa 75 miglia da terra. Le stelle luminose situate vicino all'oggetto di interesse vengono utilizzate come punto di riferimento per le correzioni dell'ottica adattativa. Dal momento che non sono state trovate naturalmente stelle luminose vicino a Xena, l'imaging ottico adattivo sarebbe stato impossibile senza il sistema laser.
"Con la Laser Guide Star Adaptive Optics, gli osservatori non solo ottengono una maggiore risoluzione, ma la luce proveniente da oggetti distanti si concentra su un'area molto più piccola del cielo, rendendo possibili rilevamenti sbiaditi", afferma Marcos van Dam, scienziato di ottica adattiva presso il W.M. Keck Observatory e secondo autore nel nuovo documento.
Il nuovo sistema ha anche permesso a Brown e ai suoi colleghi di osservare una piccola luna nel gennaio del 2003 circa EL61, nome in codice "Santa", un altro nuovo grande oggetto della Cintura di Kuiper. Non è stata individuata la luna intorno all'anno fiscale 2005 o "Easterbunny" - il terzo dei tre grandi oggetti della Cintura Kuiper scoperti di recente da Brown e dai suoi colleghi usando il telescopio Samuel Oschin da 48 pollici all'Osservatorio Palomar. Ma la presenza di lune attorno a tre dei quattro più grandi oggetti della Cintura di Kuiper - Xena, Santa e Plutone - sfida le idee convenzionali su come i mondi in questa regione del sistema solare acquisiscono i satelliti.
In precedenza, i ricercatori credevano che gli oggetti della Cintura di Kuiper ottenessero le lune attraverso un processo chiamato cattura gravitazionale, in cui due oggetti precedentemente separati si muovevano troppo vicini l'uno all'altro e rimanevano intrappolati nell'altro abbraccio gravitazionale. Ciò era ritenuto vero per i piccoli abitanti della Cintura di Kuiper, ma non per Plutone. La grande luna di Plutone, in orbita ravvicinata, Caronte, si staccò dal pianeta miliardi di anni fa, dopo essere stata distrutta da un altro oggetto della Cintura di Kuiper. Le lune di Xena e di Babbo Natale sembrano meglio spiegate da un'origine simile.
"Una volta Plutone sembrava una strana sfera unica ai margini del sistema solare", dice Brown. “Ma ora vediamo che Xena, Plutone e gli altri fanno parte di una famiglia diversificata di grandi oggetti con caratteristiche, storie e persino lune simili, che insieme ci insegneranno molto di più sul sistema solare di quanto non farebbe mai una strana sfera. ”
Fonte originale: Caltech News Release
