Le Scienze
21 gennaio 2016
Una super-Terra oltre Plutone?
Una coppia di astronomi ha trovato indizi convincenti della
presenza di un pianeta finora mai rilevato che potrebbe trovarsi nella
zona della fascia di Kuiper, oltre l'orbita di Plutone. Si tratterebbe
di una super-Terra, chiamata per ora Planet Nine, circa dieci volte più
massiccia della Terra. Per un'eventuale conferma però saranno necessari
altri studi e osservazionidi Michael D. Lemonick
Oggi un titolo come Scoperto un nuovo pianeta è eccitante quanto Cane morde uomo, vale a dire non molto. Grazie soprattutto alla missione spaziale Kepler, negli ultimi due decenni gli astronomi hanno identificato circa 2000 nuovi mondi, in orbita attorno a stelle che si trovano a decine o addirittura a centinaia di anni luce dalla Terra. Considerati tutti insieme, questi pianeti sono importanti dal punto di vista scientifico, ma sono ormai così tanti che aggiungerne uno alla lista non sembra una grande impresa. Eppure l'annuncio di un nuovo pianeta da parte dal California Institute of Technology sembra molto diverso, perché il mondo che descrive non ruota attorno a una stella lontana. Fa parte del nostro sistema solare, un posto che potreste pensare sia stato esplorato molto bene.
L'oggetto, che i ricercatori hanno chiamato provvisoriamente "Planet Nine", si avvicina a non più di 30,5 miliardi di chilometri dal Sole, cioè cinque volte la distanza media di Plutone. Nonostante le sue enormi dimensioni, il suo effetto è così debole che non sorprende il fatto che nessuno l'avesse ancora notato.
Se esiste, certo. "Purtroppo, non disponiamo ancora di un vero e proprio rilevamento". Ma la prova è così stringente che altri esperti stanno prendendo l'annuncio molto sul serio. "Penso che sia piuttosto convincente", spiega Chad Trujillo del Gemini Observatory, alle isole Hawaii. Anche David Nesvorny, un teorico che studia il sistema solare al Southwest Research Institute (SwRI) a Boulder, è rimasto colpito. "Questi ragazzi sono davvero bravi", ha commentato. “Hanno fatto davvero un buon lavoro”.
Strane orbite
Batygin e Brown non sono i primi a sostenere l'esistenza di un nuovo pianeta nel sistema solare. Nel 2014 Trujillo e Scott Sheppard, della Carnegie Institution for Science, hanno sostenuto su "Nature" che la loro scoperta di un oggetto molto più piccolo, chiamato 2012 VP113, insieme con l'esistenza di una manciata di corpi precedentemente identificati nel sistema solare esterno, suggeriva che potrebbe esserci un oggetto di dimensioni planetarie lì fuori. La prova è nascosta nelle orbite di questi oggetti, in particolare in un oscuro parametro chiamato "argomento del perielio". Gli oggetti identificati da Trujillo e Pastore avevano tutti argomenti del perielio stranamente simili, il che potrebbe significare che fossero influenzati dalla gravità di un pianeta invisibile. "Avevamo notato qualcosa di curioso: qualcuno doveva andare a fondo della questione", spiega Trujillo.
Diversi gruppi l'hanno fatto, trovandosi d'accordo sul fatto che l'idea di un pianeta nascosto è plausibile, ma ancora abbastanza speculativa. La nuova analisi tuttavia rafforza notevolmente le ipotesi. La somiglianza degli argomenti del perielio si è rivelata "solo la punta dell'iceberg", secondo Batygin.
La direzionalità delle orbite era un indizio ancora più forte che qualcosa stava fisicamente influenzando questi oggetti distanti. "In un primo momento ci siamo detti: 'Non può esserci un pianeta laggiù, è folle'", spiega Brown. Così ha esaminato con il collega l'alternativa più probabile, e cioè che la fascia di Kuiper di oggetti ghiacciati oltre Plutone si fosse aggregata in modo naturale, proprio come le galassie si sono formate per effetto delle forze gravitazionali dalla nube cosmica di gas emersa dal big bang.
In questo scenario, come hanno capito presto gli autori, il problema era che la fascia di Kuiper non aveva sufficiente massa per far accadere questo. Quando gli scienziati hanno avuto la folle idea della presenza di un pianeta, tuttavia, le loro simulazioni hanno prodotto proprio il giusto tipo di orbite allineate. E hanno rivelato anche altro: la gravità di un pianeta gigante dovrebbe portare a un insieme indipendente di oggetti le cui orbite non sono allineate tra loro, ma sono fortemente inclinate rispetto alle orbite dei pianeti, fino a 90 gradi rispetto al piano del sistema solare, o anche di più. "Sembrava enigmatico", dice Batygin. “Ma poi Mike disse: 'Mi sembra di aver visto qualcosa del genere nei dati'”. Quasi a colpo sicuro, i ricercatori hanno individuato una mezza dozzina circa di questi oggetti, e nessuno aveva una buona spiegazione per la loro presenza lì. La simulazione di Batygin e Brown ne stava fornendo una. "Il fatto che ora si sta mettendo ordine a due nuove linee indipendenti di prove per un ipotetico pianeta - sottolinea Laughlin - rende la loro ipotesi ancora più credibile".
Una super-Terra
Il pianeta che meglio si adatta ai dati sarebbe circa dieci volte più massiccio della Terra, e andrebbe catalogato nella categoria delle "super-Terre", che include molti pianeti intorno ad altre stelle, ma nessuno, finora, nel sistema solare. Sarebbe però più piccolo di Nettuno, il quarto in ordine di grandezza tra i pianeti che orbitano attorno al Sole, che è di circa 17 masse terrestri. La sua orbita più probabile è fortemente allungata, e lo porta a 35 miliardi di chilometri dal Sole nel punto di massimo avvicinamento ("che è dove fa tutto il danno," sottolinea Brown) e da tre a sei volte più lontano nel punto più distante.
Anche a quella distanza enorme, Planet Nine potrebbe essere individuato, in linea di principio, con i telescopi esistenti, e più facilmente con il giapponese Subaru Telescope, alle Hawaii, che non solo ha un enorme specchio per catturare luce debole, ma anche un ampio campo visivo che permetterebbe ricercatori di effettuare in modo efficiente la scansione di grandi porzioni di cielo. "Purtroppo, non siamo proprietari del Subaru: per questo è improbabile che saremo noi a trovarlo. Quindi stiamo dicendo a tutti dove cercare”, dice Brown,
Fino a quando non lo osserveranno, gli astronomi non potranno affermare in modo definitivo che Planet Nine esiste realmente. "Tendo a essere molto sospettoso sugli annunci della presenza di un pianeta in più nel sistema solare", afferma Hal Levison, ricercatore dello SwRI. "Ho visto molti di questi annunci nella mia carriera, ed erano tutti sbagliati". L'allineamento orbitale è autentico, riconosce Levison. "Qualcosa lo sta determinando: ma sono necessari ulteriori studi per capire di che cosa si tratta”.
Nel complesso, tuttavia, gli scienziati planetari sono entusiasti dalla prospettiva di poter essere alle soglie di una grande scoperta. "Durante la mia gioventù, si pensava che i grandi pianeti fossero stati trovati tutti”, spiega Sheppard. “Sarebbe molto emozionante e sorprendente sapere che stavamo sbagliando”.
Secondo Laughlin, lo stato d'animo della comunità astronomica potrebbe essere descritto perfettamente dal discorso che l'astronomo britannico John Herschel tenne alla British Association for the Advancement of Science il 10 settembre 1846. Alcune irregolarità rilevate nell'orbita di Urano suggerivano che fossero determinate dall gravità di un pianeta sconosciuto e massiccio. Facendo riferimento all'oggetto misterioso, Herschel disse:
"Lo vediamo come Colombo vide l'America dalle coste della Spagna. I suoi movimenti sono stati evidenziati dalla nostra analisi con una certezza di poco inferiore alla dimostrazione visiva”. Solo due settimane più tardi fu scoperto Nettuno, proprio dove i calcoli dei teorici prevedevano che sarebbe dovuto essere.
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