Quante lune ha Plutone? Le mini-lune di Plutone, Nix e Hydra, sono state scoperte nel 2005 (ma nominate nel 2006) durante una campagna di osservazione da parte del telescopio spaziale Hubble. Ma da dove vengono questi satelliti? L'attuale teoria accettata sulla formazione sulla grande luna, Caronte, è molto simile alla teoria che sostiene la creazione della Luna terrestre. Si pensa che un grande impatto tra due oggetti della Grande Cintura di Kuiper abbia strappato Caronte da un proto-Plutone, mettendo in orbita il pezzo di massa di Plutone. Nel corso degli anni, le forze di marea hanno rallentato la coppia e Charon è stato autorizzato a stabilirsi nella sua orbita odierna. La teoria recente suggerisce che Nix e Hydra sono un prodotto secondario di questa collisione, frammenti semplicemente frantumati dell'enorme impatto. Ma ci sono problemi con questa idea. Nix e Hydra potrebbero provenire da un luogo diverso dall'impatto di Plutone-Caronte?
Le piccole lune che orbitano attorno all'oggetto Large Kuiper Belt (precedentemente classificato come pianeta) si trovano a circa 48.700 chilometri e 64.800 chilometri dalla superficie di Plutone. La luna più vicina si chiama Nix e la più lontana, Hydra. Nix ha una risonanza orbitale di 4: 1 con orbita di Caroni e la luna più grande Hydra ha una risonanza di 6: 1 (cioè Nix orbiterà attorno a Plutone una volta ogni quattro orbite di Caroni; Hydra orbiterà attorno a Plutone una volta ogni sei orbite di Caroni) .
Le ragioni dietro queste orbite della mini-luna stanno appena iniziando a essere comprese, ma è noto che le loro risonanze con l'orbita di Caroni sono radicate molto indietro durante l'evoluzione del sistema Plutone. Se ipotizziamo che Hydra e Nix siano stati formati da una massiccia collisione di oggetti della Cintura di Kuiper, la spiegazione più semplice è supporre che siano interi frammenti dell'impatto catturato dalla gravità del sistema Plutone-Caronte. Tuttavia, a causa delle orbite altamente eccentriche che sarebbero derivate da questa collisione, non è possibile che le due piccole lune possano essersi evolute in un'orbita quasi circolare, in risonanza quasi corotazionale con Caronte.
Quindi, potrebbe essere possibile che le lune si siano formate dalla polvere e dai detriti risultanti dalla collisione iniziale? Se c'era abbastanza materiale prodotto e se il materiale si scontrasse frequentemente, allora forse Nix e Hydra sono nati da un freddo disco di detriti (piuttosto che essere interi pezzi di roccia), alla fine si sono coalizzati e formando considerevoli lune rocciose. Poiché potrebbe esserci stato un disco di detriti, anche le collisioni con l'orbita di Nix e Hydra avrebbero ridotto l'eccentricità nelle loro orbite.
Ma c'è un grosso problema con questa teoria. Dalle simulazioni di impatto, il disco di detriti post impatto che circondava Plutone sarebbe stato molto compatto. Il disco non avrebbe potuto raggiungere le orbite odierne delle lune.
Un'altra teoria suggerisce che forse le lune erano creato in un disco post-impatto, ma molto vicino a Plutone, e quindi attraverso interazioni gravitazionali con Caronte, le orbite di Nix e Hydra furono tirate verso l'esterno, permettendo loro di orbitare lontano dal disco post-impatto Plutone-Caronte. Secondo recenti simulazioni al computer, neanche questo sembra possibile.
Per trovare una risposta, il lavoro di Yoram Lithwick e Yanqin Wu (Università di Toronto) suggerisce che dobbiamo guardare oltre il sistema Pluto-Charon per trovare una fonte di materiale per Nix e Hydra. Dalle simulazioni, le teorie di cui sopra sulla creazione di piccole lune avviate da materiale espulso da una grande collisione tra due oggetti di Kuiper Belt (creando Plutone e Caronte) sono estremamente problematici. Non rispondono correttamente al modo in cui le orbite altamente eccentriche che Nix e Hydra avrebbero da una collisione potrebbero evolversi in quelle quasi circolari che hanno oggi.
Lithwick e Wu proseguono affermando che le orbite risonanti circolari e corotazionali delle due lune potrebbero essere create da un disco plutocentrico di piccoli frammenti di roccia raccolti durante l'orbita di Plutone attorno al Sole. Pertanto Nix e Hydra potrebbero essere stati formati dai detriti rocciosi lasciati dallo sviluppo del Sistema Solare e non da un evento di collisione che ha creato Caronte. Ciò può valere per gli innumerevoli altri oggetti della Cintura di Kuiper in orbita nelle estreme zone del Sistema Solare, non è necessario alcun impatto per la creazione delle piccole lune che si ritiene siano i loro satelliti.
Si spera che la missione New Horizons (lanciata il 21 gennaio 2006) nelle aree più remote del Sistema solare rivelerà alcune delle domande che rimangono senza risposta nelle profondità della nostra misteriosa Cintura di Kuiper. Speriamo di scoprire anche se Nix e Hydra sono figli di Plutone e Caronte ... o se sono stati adottati.
Fonte: arXiv
