Riassunto:
Inizialmente gli astronomi si aspettavano che ci fosse un numero enorme di minuscoli oggetti ghiacciati nelle zone esterne del sistema solare oltre l'orbita di Nettuno. Tuttavia, utilizzando il telescopio spaziale James Webb e il telescopio spaziale Hubble per svolgere l’indagine più approfondita fino ad oggi, il gruppo di ricerca ha scoperto che la realtà non è coerente con alcune previsioni teoriche: il numero di questi corpi microcelesti è molto inferiore a quanto precedentemente previsto.
Questa ricerca si concentra sugli oggetti transnettuniani (TNO), piccoli oggetti ghiacciati distribuiti oltre l'orbita di Nettuno e considerati i "materiali da costruzione primitivi" rimasti dalla formazione iniziale del sistema solare. Poiché questi oggetti conservano informazioni importanti sullo stadio di nascita del sistema solare, sono sempre stati indizi importanti nello studio del processo di formazione dei pianeti.
Per cercare questi oggetti estremamente distanti e deboli, il team di ricerca ha utilizzato congiuntamente per la prima volta il telescopio spaziale Hubble e il telescopio spaziale Webb per condurre osservazioni simultanee dello stesso cielo. Hubble è responsabile dell'osservazione della banda della luce visibile, mentre Webb è responsabile dell'osservazione della banda dell'infrarosso. Combinando i dati dei due, i ricercatori possono determinare le orbite, le dimensioni e le caratteristiche del colore della superficie di questi corpi celesti.
Durante l'indagine, il gruppo di ricerca ha scoperto un totale di 27 oggetti transnettuniani precedentemente sconosciuti. Alcuni di questi bersagli sono tra gli oggetti più piccoli e deboli mai osservati direttamente. Il diametro minimo del bersaglio è di circa 5 chilometri, ovvero solo un quinto del limite di osservazione dei telescopi terrestri più avanzati.
Questi oggetti sono estremamente deboli e la maggior parte sono più di 100 milioni di volte più deboli degli oggetti visibili a occhio nudo. Quanto è debole uno degli obiettivi? I ricercatori descrivono di averlo trovato difficile quanto stare sulla Terra e osservare un piccolo gruppo di lucciole che brillano sulla superficie della Luna.
In origine, gli scienziati si aspettavano che il numero di tali oggetti aumentasse in modo significativo al diminuire delle loro dimensioni. Tuttavia, le osservazioni reali mostrano che il numero di oggetti transnettuniani di piccole dimensioni è significativamente inferiore a quanto previsto da alcuni modelli di formazione planetaria.
Questa scoperta è di grande importanza per comprendere la storia della formazione del sistema solare.
L'attuale teoria prevalente è che la polvere e le minuscole particelle in orbita attorno al sole all'inizio del sistema solare si accumularono gradualmente per formare corpi celesti chiamati "pianeti". Questi planetesimi si scontrarono ulteriormente e si fusero per formare pianeti. Tuttavia, la regione fuori Nettuno non è riuscita a completare questo processo, quindi un gran numero di reliquie delle prime fasi della formazione sono ancora conservate.
Inizialmente i ricercatori pensavano che collisioni multiple avrebbero dovuto frantumare continuamente questi piccoli corpi celesti, producendo così frammenti sempre più piccoli. Tuttavia, gli ultimi risultati indicano che ciò non sembra accadere come previsto.
Oltre al loro piccolo numero, anche i colori di questi oggetti hanno sorpreso i ricercatori.
Secondo alcuni modelli, dopo miliardi di anni di collisioni, la composizione superficiale dei piccoli corpi celesti dovrebbe essere significativamente diversa da quella di grandi corpi celesti simili. Tuttavia, osservazioni reali hanno scoperto che questi piccoli oggetti transnettuniani appena scoperti hanno caratteristiche cromatiche molto simili ai membri più grandi.
Poiché il colore è considerato un'importante "impronta digitale" della composizione della superficie, questo risultato significa che questi minuscoli corpi celesti potrebbero aver mantenuto le caratteristiche originali della loro formazione nel corso della loro lunga storia e non hanno cambiato completamente le loro proprietà superficiali a causa delle frequenti collisioni.
Il gruppo di ricerca ha analizzato ulteriormente due diversi tipi di oggetti transnettuniani.
Una categoria è chiamata oggetti transnettuniani "freddi". Questi corpi celesti si muovono sempre in un'orbita quasi circolare vicino al piano principale del sistema solare e si ritiene che abbiano sostanzialmente mantenuto lo stato in cui si trovavano quando sono nati. L'altra categoria è chiamata oggetti transnettuniani "caldi". La ricerca ritiene che originariamente si siano formati nell'area tra Urano e Nettuno. Successivamente, quando i pianeti giganti esterni migrarono, furono espulsi verso orbite più distanti dalla gravità. Ora le loro traiettorie sono più inclinate e fortemente ellittiche.
Sorprendentemente, indipendentemente dal fatto che appartengano al gruppo "caldo" o al gruppo "freddo", questi corpi celesti mostrano modelli di distribuzione delle dimensioni simili.
I ricercatori hanno affermato che ciò significa che il processo di formazione planetesimale potrebbe non essere molto sensibile all'ambiente originale del disco stellare in quel momento. Indipendentemente dal fatto che l’ambiente di formazione sia più denso o sparso, più caldo o più freddo, la distribuzione dimensionale dei planetesimi risultanti è abbastanza simile.
Ciò che è ancora più interessante è che questi corpi celesti sembrano conservare ancora le informazioni caratteristiche del loro "luogo di nascita". Anche dopo miliardi di anni di perturbazioni orbitali o addirittura dopo essere stati espulsi in aree distanti, conservano ancora tracce del loro periodo di formazione in caratteristiche fisiche come il colore.
I ricercatori ritengono che ciò dimostri che questi corpi celesti "ricordano" in una certa misura come sono nati.
Questa scoperta non solo mette in discussione alcuni modelli di previsione sul numero di oggetti oltre Nettuno, ma fornisce anche nuovi vincoli per comprendere il meccanismo di formazione dei pianeti nelle prime fasi del sistema solare.
Mentre i telescopi Webb e Hubble continuano a condurre osservazioni più profonde, gli astronomi sperano di spiegare ulteriormente perché questi oggetti microscopici non sono abbondanti, perché possono mantenere le loro caratteristiche superficiali originali per così tanto tempo e cosa questi fenomeni riflettono la vera storia della nascita del sistema solare.
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