Eris

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Il pianeta nano Eris

Eris (nome ufficiale 136199 Eris) è il più grande pianeta nano del sistema Solare attualmente conosciuto, e l'oggetto conosciuto più massiccio che ruota attorno al Sole oltre l'orbita di Nettuno; si tratta di un oggetto ghiacciato orbitante nel sistema solare esterno [1]. Eris appartiene al disco diffuso, ed è il più grande fra gli oggetti trans-nettuniani. Come sottolineato dagli astronomi californiani dell'Osservatorio di Monte Palomar, l'oggetto è sicuramente più grande di Plutone.

Originariamente soprannominato il Decimo Pianeta dagli scopritori, dalla NASA e dai media, l'oggetto è stato classificato come un pianeta nano dall'Unione Astronomica Internazionale, nella stessa occasione - l'assemblea generale del 24 agosto 2006 - in cui l'organismo ha promulgato definitivamente la definizione ufficiale di pianeta.

La stessa UAI ha ufficialmente battezzato l'oggetto, nel mese successivo, con il nome di Eris, personificazione della discordia secondo la mitologia greca. Eris era precedentemente noto mediante la designazione provvisoria DP 2003 UB 313, o con il nome informale di Xena, in onore della principessa guerriera di una nota serie tv statunitense.

Il diametro dell'oggetto, misurato dal telescopio spaziale Hubble, è stimato intorno ai 2400 km, con un'incertezza di ±100 km. L'albedo superficiale sembra essere molto alta (0,86 ±0,07) e le prime osservazioni indicano che sulla superficie dell'oggetto è presente del metano ghiacciato. Entrambe queste proprietà lo rendono più simile a Plutone di tutti i grandi planetoidi del sistema solare esterno finora scoperti. La densità media di Eris è valutata attualmente in 2, 3 grammi per centimetro cubo. Eris possiede un satellite, Disnomia, del diametro di circa 250 km.

Cenni storici

Eris è stato scoperto l'8 gennaio 2005 da un gruppo di astronomi composto da Michael Brown, Chad Trujillo e David Rabinowitz, grazie allo studio di fotografie scattate il 21 ottobre 2003. La scoperta è stata annunciata il 29 luglio 2005, lo stesso giorno in cui è stata resa nota l'individuazione di altri due grandi oggetti della fascia di Kuiper, Haumea e Makemake.

Il gruppo di ricerca guidato da Brown da diversi anni sta esplorando sistematicamente il cielo alla ricerca di pianeti nani orbitanti nel sistema solare esterno, e aveva già contribuito in precedenza alla scoperta di diversi oggetti trans-nettuniani particolarmente massicci, fra cui Quaoar e Sedna. Le osservazioni di routine sono state effettuate dalla squadra il 31 ottobre 2003 per mezzo del telescopio riflettore Samuel Oschin di 48 pollici dell'osservatorio di Monte Palomar, ma l'oggetto planetario visibile nelle immagini è stato individuato solo nel mese di gennaio 2005, quando ulteriori riprese dello stesso campo hanno permesso di evidenziare il suo lento movimento rispetto allo sfondo di stelle. Successive osservazioni hanno consentito una determinazione preliminare dei parametri orbitali di Eris, rendendo possibile una stima della distanza e delle sue dimensioni.

Il team aveva pianificato di posticipare l'annuncio della propria scoperta finché ulteriori osservazioni non avessero permesso una determinazione più esatta della dimensione e della massa dell'oggetto, ma è forse stato costretto a pubblicare la notizia per non perdere la priorità della scoperta, in seguito ad alcune indiscrezioni trapelate.

Il 2 ottobre 2005 gli stessi osservatori che avevano scoperto Eris hanno reso nota l'individuazione di un suo satellite naturale, che si rivelerà molto utile per misurare con maggiore precisione la massa del pianeta nano.

Problemi di denominazione

Due giorni dopo l'annuncio della scoperta, Brown, attraverso la propria pagina web, aveva pubblicato alcune significative riflessioni sulla scelta di un nome definitivo:

« Se l'oggetto venisse classificato come appartenente alla fascia di Kuiper, gli si dovrebbe assegnare un nome mitologico successivo alle figure principali. Noi abbiamo deciso di seguire questo schema. [...] Tra tutti i nomi, quello più aderente sarebbe stato quello di Persefone. Nella mitologia greca, Persefone è la moglie (rapita con violenza) di Ade (Plutone, per i Romani), che trascorre sei mesi all'anno sottoterra. Il dolore per la morte di sua madre causa la fine dell'inverno. Il nuovo pianeta [nano] è in un'orbita che potrebbe essere descritta proprio in questi termini; metà del tempo lo passa vicino al pianeta [nano] Plutone, metà lontano da esso. Sfortunatamente, il nome Persefone è già stato utilizzato nel 1895 per nominare un asteroide. La stessa obiezione è valida per quasi tutti i nomi di divinità greche o romane di un certo rilievo. Fortunatamente, il mondo abbonda di tradizioni mitologiche e spirituali. In passato abbiamo assegnato a molti oggetti della cintura di Kuiper nomi di figure mitologiche appartenenti ai nativi americani, agli Inuit, e a dei Romani minori. » [2]

Parametri orbitali

Raffigurazione in scala delle distanze fra gli otto pianeti tradizionali del sistema solare, Plutone ed Eris. (le dimensioni dei singoli corpi non sono proporzionali alle distanze reciproche.)

Eris è classificato come un pianeta nano orbitante all'interno del cosiddetto disco diffuso. È attualmente il corpo più distante del sistema solare che si conosca; si trova ad una distanza di 97 unità astronomiche dal Sole (poco dopo il suo passaggio all'afelio), e descrive un'orbita ellittica con un periodo orbitale di 557 anni; presenta inoltre elevati valori di inclinazione ed eccentricità orbitale. Vi sono solamente una quarantina di altri oggetti trans-nettuniani (fra cui spiccano DPL 87269 2000 67 e Sedna) caratterizzati da un semiasse maggiore così elevato.

Caratteristiche dell'orbita

La posizione di Eris il 30 luglio 2005.

Eris presenta un periodo orbitale di 557 anni ed attualmente si trova quasi alla massima distanza possibile dal Sole (ovvero all'afelio). Come nel caso di Plutone, la sua orbita è estremamente eccentrica, e lo porta a circa 35 UA di distanza dal Sole al perielio (la distanza di Plutone varia da 29 a 49,5 UA, mentre l'orbita di Nettuno arriva appena a 30 UA).

Mentre i pianeti rocciosi del sistema solare interno e i giganti gassosi giacciono su orbite poste, approssimativamente, sul medesimo piano (l'eclittica), l'orbita di Eris presenta un'inclinazione pari a circa 44°.

L'oggetto è abbastanza luminoso, e la sua magnitudine apparente media di 18,8 lo rende visibile da Terra con modesti telescopi. È impensabile individuarlo ad occhio nudo, ma un telescopio con un obiettivo o uno specchio di almeno 8 pollici e un CCD dovrebbe riuscire a fotografarlo, in buone condizioni osservative.

Probabilmente la forte inclinazione dell'orbita è la causa principale del notevole ritardo occorso nella scoperta, dato che molte delle ricerche di pianeti nani situati al di fuori dell'orbita di Nettuno si erano in precedenza concentrate sul piano dell'eclittica, dove si è accumulata la maggior parte della materia che compone il sistema solare.

Determinazione delle dimensioni

Eris confrontato con Plutone, Makemake, Haumea, Sedna, Orcus, Quaoar, Varuna e la Terra.

La luminosità apparente degli oggetti presenti nel sistema solare dipende dalla loro grandezza, dalla loro distanza e dalla quantità di luce che riflettono, o albedo. Se queste ultime due quantità sono conosciute, il raggio di un oggetto (approssimandolo con un corpo sferico) può essere facilmente determinato dal valore della sua magnitudine apparente; più è elevato l'albedo, più piccolo è il raggio stimato. Immediatamente dopo la scoperta, si osservò che anche un valore massimo di albedo (1,0) avrebbe implicato dimensioni maggiori rispetto a quelle di Plutone (2300 km); dato che si tratta di un valore teorico ed impossibile da raggiungere, il nuovo oggetto si rivelò essere sicuramente molto più grande di Plutone.

Per contro, il diametro massimo possibile dell'oggetto era limitato dal fatto che esso non poteva essere individuato dal telescopio spaziale Spitzer, e quindi doveva per forza avere un diametro inferiore a 3550 km. Questo poneva a sua volta un limite inferiore per l'albedo di Eris pari a 0,5, rendendolo più simile a Plutone di qualsiasi altro oggetto della fascia di Kuiper finora individuato.

Misure termiche condotte da Frank Bertoldi con il radiotelescopio IRAM hanno permesso di stimare, con un margine di incertezza di ±400 km, il diametro intorno a 2860 km assumendo una rotazione lenta, o intorno a 3090 km assumendo una rotazione veloce.

L'osservazione mediante Hubble

Per determinare in modo preciso il diametro di Eris, l'oggetto è stato infine osservato direttamente attraverso il telescopio spaziale Hubble. Ad una distanza di 97 AU, un oggetto con un diametro di circa 3000 km dovrebbe avere un diametro angolare di circa 40 milliarcosecondi, direttamente misurabile con l'HST: anche se risolvere tali piccoli oggetti è quasi al limite delle possibilità dell'Hubble, tecniche sofisticate di elaborazione delle immagini, quale ad esempio la deconvoluzione, possono essere utilizzate per misurare in modo accurato simili dimensioni angolari. Il team ha precedentemente applicato questa tecnica su 50000 Quaoar, usando l'Advanced Camera for Surveys per misurare direttamente il raggio del planetoide.

L'11 aprile 2006 la NASA ha annunciato che, grazie alle osservazioni del 9-10 dicembre 2005, il diametro di Eris è stato valutato in 34,3 ±1,4 milliarcosecondi, che corrispondono a 2400 km, con un errore di ±100 km. Questo significa che l'oggetto è circa il 5% più grande di Plutone. Le dimensioni rilevate lo pongono vicino al limite inferiore della forchetta di possibilità precedentemente individuata; Eris deve quindi avere un'albedo straordinariamente elevata, pari a 0,86±0,07, che ne fa uno degli oggetti più luminosi del sistema solare, secondo solo ad Encelado.

Quest'albedo così elevata potrebbe essere dovuta ad un'atmosfera di metano, che in prossimità dell'afelio (dove l'oggetto si trova attualmente) potrebbe congelare e precipitare al suolo, conferendogli un colore chiaro.

Superficie

Gli astronomi eseguirono l'identificazione iniziale di Eris tramite osservazioni spettroscopiche condotte presso il Gemini North Telescope di 8 metri delle isole Hawaii, il 25 gennaio 2005. La luce infrarossa proveniente dall'oggetto ha rivelato la presenza di metano allo stato solido, che indica una superficie molto simile a quella di Plutone, l'unico oggetto della fascia di Kuiper che finora ha rivelato la presenza di tale elemento. Anche il satellite di Nettuno Tritone possiede questo composto chimico in abbondanza, e ciò lo lega agli altri oggetti della fascia. Diversamente da Plutone e Tritone, che sembrano essere rossicci, Eris appare tuttavia quasi grigio. Non è ancora noto il processo che possa essere all'origine di colorazioni così differenti.

Il metano molecolare è un composto molto volatile, e la sua presenza su Eris indica che finora l'oggetto ha sempre orbitato nel sistema solare a distanze dal Sole tali che le estreme temperature hanno permesso al metano ghiacciato di persistere; questo contrasta con le osservazioni di un altro oggetto della fascia di Kuiper recentemente individuato, Haumea, che rivelano la presenza di solo ghiaccio d'acqua.

Satelliti naturali

Eris è dotato di un satellite naturale, Disnomia.

L'oggetto, precedentemente noto con la designazione provvisoria S/2005 (136199) 1 designato informalmente Gabrielle, appare circa sessanta volte meno luminoso del proprio pianeta madre; assumendo che l'albedo dei due corpi sia pressoché identica, il diametro di Disnomia può essere stimato attorno ai 350 km, circa un ottavo di quello di Eris.

Il semiasse maggiore della sua orbita sembra aggirarsi fra i 30000 e i 36000 km, con un periodo orbitale di 14 giorni. Stime più precise dei parametri orbitali permetteranno, in futuro, una più certa determinazione della massa precisa del satellite e del pianeta madre.

Note

1^ È Eris il più grande pianeta nano, accesso 19-06-2007, Le scienze

2^ Link

Bibliografia

• M. E. Brown et al., Satellites of the largest Kuiper belt objects, Astrophysics Journal Letters, December 25, 2005 preprint
• aahttp://hubblesite.org/newscenter/archive/releases /2007/24/full/

Collegamenti esterni

• MPEC listing for DP 2003 UB 313
• Java 3D orbit visualization
• Michael Brown's webpage about 2003 UB313
• Slacker Astronomy Interview With Co-Discoverer Trujillo
• Jet Propulsion Laboratory News Release
• Astronomers Discover "10th Planet" - Sky & Telescope article
• spaceflightnow.com
• Gemini Observatory Shows That "10th Planet" Has a Pluto-Like Surface
• Astronomers detect '10th planet' — BBC News
• Caltech Press Release, 7/29/2005 "Planetary Scientists Discover Tenth Planet".
• NASA - new planet discovered
• NASA - Press release on discovery of tenth planet
• LARGER THAN PLUTO! 10th Planet Discovered? — Planetary Society
• 10th Planet -- Or Not?
• Spotted beyond Pluto, the tenth rock from the Sun, The Independent Online Edition, 31 July 2005
• 2003 UB313 - 10th Planet - dedicated page and info 1 August 2005