La Fascia di Kuiper

La prima storia del nostro Sistema Solare

Eccovi, che bello rivedervi, adoro chiacchierare con voi, lo so a volte gli argomenti non sono facili da digerire, ma io cerco sempre di renderveli accattivanti. Svariate volte mi è capitato di parlarvi della Fascia di Kuiper, sento già i vostri sì, allora vuol dire che avete letto i miei articoli precedenti, bravissimi… ma per chi non lo avesse ancora fatto lo può fare comodamente più tardi. Però non ho mai approfondito l’argomento; per cui, sedetevi comodi che incominciamo!!

La Fascia di Kuiper è un’enorme regione esterna del nostro Sistema Solare, diciamo oltre l’orbita di Nettuno, dove la radiazione della nostra stella arriva molto indebolita; a volte viene chiamata la “terza zona”, perché gli astronomi ritengono che in questa regione vi siano milioni di piccoli oggetti ghiacciati, tra cui centinaia di migliaia di oggetti di dimensioni superiori a 100 Km. Alcuni di questi per esempio il nostro Plutone, hanno una dimensione superiore ai 1.000 Km, oltre ad una miscela di rocce e ghiaccio, gli oggetti della Fascia di Kuiper contengono anche una serie di altri composti ghiacciati come l’ammoniaca e il metano.


Astronomer Gerard Kuiper
L’immagine mostra l’astronomo Gerrit Pieter Kuiper che ha dato il nome alla cintura. Credit: University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory

Nel 1951 l’astronomo olandese Gerrit Pieter KuiperPiù noto come Gerard Kuiper, arrivò negli Stati Uniti nel 1933, dove iniziò e sviluppò una fruttuosa carriera nel campo dell’astronomia del Sistema Solare essendo considerato di fatto il padre delle scienze planetarie moderne., scrisse un articolo scientifico ipotizzando che ci fossero altri oggetti oltre Plutone; poi, nel 1940 anche l’astronomo Kenneth EdgeworthÈ conosciuto soprattutto per aver proposto l’esistenza di un disco di corpi ghiacciati oltre l’orbita di Nettuno, concetto pubblicato da Kuiper dieci anni dopo. Osservazioni successive confermarono l’esistenza di quello che è diventato noto come la fascia di Kuiper. menzionò gli oggetti al di là di Plutone in alcuni articoli, ecco il motivo per cui a volte viene chiamata Cintura di Edgeworth-Kuiper. Alcuni ricercatori però, preferiscono chiamarla regione trans-nettuniana e si riferiscono agli Kuiper Belt Object (KBO) come Oggetti Trans-Nettuniani, o TNOSono corpi celesti appartenenti al Sistema Solare la cui orbita si trova interamente o per la maggior parte oltre a quella di Nettuno.; comunque qualsiasi termine voi preferiate, la fascia occupa un enorme volume del nostro Sistema Planetario e i piccoli mondi che la abitano.


Orbits, planets, solar system
Il Sistema Solare e gli oggetti che lo compongono. Credit: Encyclopedia Britannica

La Fascia di Kuiper è una delle strutture più grandi Le altre sono la Nube di Oort, l’eliosfera e la magnetosfera di Giove. del nostro Sistema Solare, la sua forma complessiva è quella di un grande salvagente. Il suo bordo interno inizia dall’orbita di Nettuno, a circa 30 UA dal Sole. Al bordo esterno della parte principale della fascia di Kuiper, indicata come “classica”, si sovrappone una seconda regione, chiamata disco disperso, che prosegue verso l’esterno fino a quasi 1.000 UA, con alcuni corpi su orbite che si spingono ancora oltre.

Finora gli osservatori hanno catalogato più di duemila TNO, che rappresentano solo una minima parte del numero totale di oggetti che gli scienziati pensano ci siano là fuori, tuttavia, si stima che la massa totale di tutto il materiale della Fascia di Kuiper non superi il 10% circa della massa della Terra.

Inoltre gli studiosi, ritengono che gli oggetti ghiacciati della Fascia di Kuiper siano residui della formazione del nostro Sistema Solare. Dovete pensare che questa è una regione molto ricca di oggetti che avrebbero potuto unirsi insieme, per formare un pianeta se però non ci fosse stato Nettuno; perché, è proprio la gravità di questo pianeta che perturbato questa regione dello spazio, impedendo ai piccoli oggetti ghiacciati di unirsi a formare un grande pianetone.

La quantità di materiale presente oggi nella Fascia di Kuiper potrebbe essere solo una piccola frazione di quello che c’era in origine. Secondo una teoria ben sostenuta, anche lo spostamento delle orbite dei quattro pianeti gigantiGiove, Saturno, Urano e Nettuno. potrebbe aver causato la perdita della maggior parte del materiale originario, probabilmente da 7 a 10 volte la massa della Terra.

L’idea di base di questa teoria è che all’inizio della storia del nostro sistema, Urano e Nettuno siano stati costretti a orbitare più lontano dal Sole a causa degli spostamenti delle orbite di Giove e Saturno. Per cui, man mano che Urano e Nettuno si allontanavano verso l’esterno, passavano attraverso il denso disco di piccoli corpi ghiacciati rimasto dopo la formazione dei pianeti giganti. L’orbita di Nettuno era la più lontana e la sua gravità ha piegato il percorso di innumerevoli corpi ghiacciati verso gli altri giganti. Alla fine Giove ha spinto la maggior parte di questi corpi congelati verso orbite estremamente distanti a formare la Nube di Oort, o fuori dal Sistema Solare. Nettuno, lanciando gli oggetti ghiacciati verso il Sole, ha fatto sì che la sua orbita si allontanasse ancora di più, e la sua influenza gravitazionale ha spinto gli oggetti ghiacciati rimanenti nella fascia nelle posizioni in cui li troviamo oggi, ossia nella Fascia di Kuiper.


Edge of Solar System. Credit: NASA

Oggi la fascia di Kuiper si sta lentamente erodendo, e gli oggetti che vi sono rimasti si scontrano occasionalmente, producendo oggetti più piccoli frammentati dalla collisione, a volte comete e anche polvere soffiata all’esterno dal vento solare.

In questa regione i TNO, sono piuttosto diversi per dimensioni, forma e colore. Una volta che gli astronomi hanno iniziato a scoprirli nei primi anni ’90, una delle prime sorprese è stata che gli oggetti transnettuniani potevano essere raggruppati in base alle forme e alle dimensioni delle loro orbite. Questo ha portato gli scienziati a capire che esistono diversi raggruppamenti, o popolazioni, di questi oggetti le cui orbite forniscono indizi sulla loro storia. La categoria di appartenenza di un oggetto ha molto a che fare con il modo in cui ha interagito con la gravità di Nettuno nel corso del tempo.

Una grande parte dei TNO orbita intorno al Sole in quella che viene chiamata la Cintura di Kuiper “classica”Questi oggetti hanno le orbite più simili all’idea originale, o classica, di come ci si aspettava che fosse la Fascia di Kuiper., a cui ho accennato prima; il termine è indicativo dell’aspettativa degli astronomi, prima che iniziassero a trovarvi oggetti. Si pensava infatti che, se ci fossero stati oggetti oltre Nettuno, avrebbero avuto orbite relativamente circolari e non troppo inclinate rispetto al piano dei pianeti. Invece, molti KBO hanno orbite notevolmente ellittiche e inclinate. Pertanto, in una certa misura, la loro classificazione riflette ancora la nostra comprensione in evoluzione di questa lontana regione del Sistema Solare.

Inoltre esistono due gruppi principali di oggetti nella Cintura di Kuiper classica, definiti “freddi” e “caldi”. Questi termini non si riferiscono alla temperatura, ma descrivono le orbite degli oggetti e l’influenza che la gravità di Nettuno ha esercitato su di essi.


Kuiper belt
Immagine artistica.. al di là di Nettuno, c’è un grande disco di piccoli oggetti, chiamato Fascia di Kuiper, e al di là di questo c’è la nube di Oort, sede delle comete di lungo e lunghissimo periodo. Questa opera d’arte mostra una sezione della Fascia di Kuiper, affollata dai nuclei ghiacciati di potenziali comete, e sarà esposta nella mostra dell’ESO Supernova “The living Universe”. Credit ESO, M. Kornmesser

Tutti gli oggetti trans Nettuniani classici hanno una distanza media dal Sole simile, compresa tra circa 40 e 50 UA, gli oggetti classici “freddi” hanno orbite relativamente circolari e non molto inclinate rispetto al piano ecclittico invariabilePiano avente vettore direzionale definito dalla somma dei vettori momento angolare di tutti i pianeti del Sistema Solare. Giove è il pianeta che contribuisce maggiormente., mentre quelli “caldi” hanno orbite più ellittiche e inclinate che gli astronomi definiscono rispettivamente eccentriche e inclinate. Ciò significa che quelli freddi trascorrono la maggior parte del tempo alla stessa distanza dal Sole, mentre quelli caldi vagano su una gamma più ampia di distanze dal Sole.Ciò significa che in alcune parti delle loro orbite sono più vicini al Sole e in altre più lontani.

Voi adesso starete pensando… ma è tutto qui?… No, ci sono ancora molte cose da raccontare e ve le svelerò con la misteriosa nube di Oort. Allora a presto!!!