Stranni pianeti nani Cerere potrebbero essersi formati ai bordi ghiacciati del sistema solare, suggeriscono gli scienziati

Paul M. Sutter è un astrofisico del SUNY Stony Brook e del Flatiron Institute, conduttore di " Chiedi a questo Webman " e " Questa web radio " e autore di " Come morire in questo Web ". Sutter ha contribuito con questo articolo a Expert Voices: Op-Ed & Insights di Space.com .

Cerere, il membro più dominante della fascia degli asteroidi , non assomiglia agli altri asteroidi. In particolare, ha molta ammoniaca sulla sua superficie, di cui altri asteroidi tendono a mancare. L'unico posto per ottenere molta ammoniaca è nelle regioni esterne del sistema solare nei primi giorni della sua formazione.

In un nuovo articolo, i ricercatori propongono una possibile spiegazione del motivo per cui Cerere è così diverso dai suoi vicini: forse il pianeta nano è iniziato in un'orbita oltre Saturno e, durante un massiccio rimescolamento dei pianeti esterni, è stato piantato nella cintura degli asteroidi, dove è rimasto fino ad oggi.

Una questione di Cerere

Con un raggio di 296 miglia (476 chilometri), Cerere è di gran lunga l'oggetto più grande nella fascia principale degli asteroidi, la raccolta sciolta di rocce tra le orbite di Marte e Giove . La stragrande maggioranza degli asteroidi è molto più piccola di Cerere; infatti, Cerere da solo rappresenta oltre un terzo dell'intera massa della cintura.

E Cerere è strano.

Dawn This Webcraft della NASA ha trascorso diversi anni in orbita attorno a Cerere, mappando e studiando la sua superficie. Quella missione ha scoperto che la superficie è una miscela di minerali di ghiaccio d'acqua legati all'acqua, come argilla e carbonati. Sotto c'è un mantello ricco di ghiaccio d'acqua che circonda un nucleo di roccia prevalentemente solida.

Cerere ha una densità relativamente bassa (2,2 grammi per centimetro cubo) e un albedo piuttosto basso, il che significa che non è molto riflettente. Questo rende Cerere molto simile al tipo più comune di asteroide, gli asteroidi di tipo C o condriti carboniose. In effetti, la posizione di Cerere all'interno della cintura principale degli asteroidi lo pone vicino ad altri asteroidi di tipo C.

Ma la maggior parte degli asteroidi di tipo C non ha molta acqua e non ha così tante argille. E Cerere ha anche molta ammoniaca sulla sua superficie, che manca a quasi tutti gli altri asteroidi. L'ammoniaca non è comune nel sistema solare interno, dove l'intenso calore del sole l'ha evaporata nei primi giorni della formazione del sistema. Invece, l'ammoniaca sopravvisse solo oltre la "linea del ghiaccio", la distanza dal sole dove potevano sopravvivere elementi volatili come l'ammoniaca.

Cerere in effetti non sembra, non odora o non si comporta come un asteroide. Invece, il pianeta nano ha più in comune con gli oggetti più distanti del sistema solare i membri della fascia di Kuiper , come Plutone , Caronte ed Eris .

Gli scienziati hanno proposto spiegazioni per ogni strano tratto. Forse Cerere si è formato all'interno della cintura degli asteroidi, in un modo davvero strano che gli ha permesso di mantenere molta acqua. Forse si è formato senza interrompere il resto della cintura principale. Forse nel corso di miliardi di anni, molta ammoniaca è arrivata dal sistema solare esterno e si è trovata sulla superficie del pianeta nano (e non sugli altri asteroidi).

O forse, propongono gli autori del nuovo articolo, Cerere è nato oltre l'orbita dei pianeti giganti ed è stato mandato nella cintura degli asteroidi molto tempo fa.

Una canzone di ghiaccio e anche di ghiaccio

Il primo sistema solare era un luogo caotico. Migliaia di piccoli corpi celesti chiamati planetesimi si sono spinti e hanno combattuto per il dominio, aggregandosi in pianeti solo per essere nuovamente fatti a pezzi. Tra queste moltitudini c'era una vasta popolazione seduta al di fuori dei pianeti giganti, secondo il nuovo documento, pubblicato nel database di prestampa arXiv .

Il modello più comune del primo sistema solare, chiamato modello di Nizza (dal nome della città in Francia dove si svolse una conferenza sulla formazione del sistema solare ), afferma che i pianeti giganti del sistema solare si formarono più vicini al sole e più vicini al l'un l'altro, rispetto alle loro posizioni attuali. Anche alcune versioni del modello Nice

Quando quei pianeti hanno iniziato a migrare verso le loro posizioni moderne, le cose hanno scosso molto. La vasta popolazione di oggetti della Cintura di Kuiper è stata interrotta, le loro orbite perturbate dai movimenti dei mondi giganti. Alcuni di loro sono stati espulsi completamente dal sistema solare. Alcuni si sono schiantati l'uno contro l'altro e sono stati cancellati. Alcuni furono catturati, come nel caso della luna di Nettuno Tritone .

E forse altri si sono fatti strada nel sistema solare interno.

Verso casa

Ma anche se i mondi di tipo Cerere sono entrati nella cintura degli asteroidi, non è stato facile navigare da lì. Gli astronomi sapevano già che le perturbazioni del sistema esterno colpivano anche gli asteroidi, causando la perdita della cintura fino all'80% dei suoi oggetti. Quindi è stata una seria sfida per qualcosa come Cerere finire nella cintura degli asteroidi e persistere fino ai giorni nostri.

Richiedeva molti più oggetti simili. I ricercatori hanno stimato che se almeno 3.500 oggetti delle dimensioni di Cerere esistessero oltre l'orbita di Saturno nel primo sistema solare , almeno uno di loro sarebbe entrato nella cintura degli asteroidi e vi sarebbe rimasto. Tali stime si basano su simulazioni al computer che hanno tracciato l'evoluzione delle orbite planetarie durante la fase dirompente della migrazione del pianeta esterno. Migliaia di oggetti delle dimensioni di Cerere suonano come molti, ma in realtà è ben all'interno dell'intervallo suggerito da altri modelli per le popolazioni del sistema esterno.

La conclusione: la spiegazione più probabile per Cerere è che sia nato ai margini ghiacciati del sistema solare ed è stato il membro più fortunato di un gruppo di oggetti che sono stati spostati quando i pianeti giganti hanno spostato le loro posizioni.

La cintura degli asteroidi e la cintura di Kuiper rimangono alcuni dei migliori laboratori per comprendere la formazione del sistema solare. Qualsiasi modello di formazione ed evoluzione planetaria deve includere i loro effetti sugli oggetti più piccoli in orbita attorno al sole. E quindi Cerere potrebbe essere l'indizio principale di cui abbiamo bisogno per capire cosa è successo nel sistema solare oltre 4 miliardi di anni fa.

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