UN TRANS-NETTUNIANO RIVELA LA SUA DOPPIA E STRETTA NATURA

Il regno del Sole, il Sistema Solare, non smette mai di stupire: è di poche ore fa, infatti, la notizia della scoperta di un oggetto trans-nettuniano dalla natura "binaria" ovvero doppio. Lo studio, pubblicato sull'Astrophysical Journal, è stato condotto da astronomi del Southwest Research Institute su dati ottenuti ottenuti dalla Research and Education Collaborative Occultation Network (RECON), un network di ricerca scientifica pubblica dedicata all'osservazione dei corpi che popolano le parti più remote del Sistema Solare.

Rappresentazione artistica di un oggetto trans-nettuniano doppio

Gli oggetti trans-nettuniani (o TNO, dall'acronimo inglese "trans-neptunian objects") sono piccoli corpi - per lo più composti da un mix di rocce, carbonio senza strutture cristalline, acqua e metano ghiacciati e ricoperti da tolina ed altri composti organici - le cui orbite sono situate oltre l'ultimo degli otto pianeti, Nettuno; questa grande famiglia , che oggi conta più di 2.000 componenti facenti parte, è composta dalla cosiddetta "fascia di Kuiper", popolata da oggetti con orbite risonanti, dal "disco diffuso" e da numerosi corpi solitari di cui i cosiddetti "sednoidi" (nome che deriva da Sedna, il primo tra questi scoperto) sono, in assoluto, i più distanti. Gli oggetti trans-nettuniani iniziarono a far parlare di se nel 1992 a seguito della scoperta di 15760 Albion; all'epoca, Plutone era ancora considerato un pianeta, il nono per distanza dal Sole, ma a seguito del suo declassamento a pianeta nano, avvenuto nel 2006, possiamo oggi considerare proprio Plutone il primo oggetto trans-nettuniano ad essere stato scoperto, precisamente nel 1930. Tra i più massicci della famiglia, figurano Eris, nuovamente Plutone, poi Haumea, Makemake e Gonggong.

Il grafico sopra inserito rappresenta oggetti trans-nettuniani inseriti in funzione dell'eccentricità della loro orbita e del semiasse maggiore della stessa (ovvero, distanza dal Sole); sono rappresentati i 1.899 TNO noti a Febbraio 2015

Come accade per i pianeti, anche gli oggetti trans-nettuniani possiedono satelliti che gli orbitano attorno; nei casi in cui tale orbita è particolarmente ravvicinata, o stretta, si parla di oggetti trans-nettuniani "doppi". La difficoltà nel rilevarne la duplice natura è certamente elevata ma nel momento in cui la coppia di oggetti transita davanti una stella di fondo (fenomeno chiamato "occultazione stellare"), la variazione nel tempo della luminosità della stella eclissata può fornire importanti indicazioni sulle dimensioni del TNO occultante. L'1 Gennaio 2019, la sonda robotica New Horizons raggiunse e sorvolò 486958 Arrokoth (precedentemente noto come Ultima Thule), il quale si rivelò essere  formato da due corpi minori della medesima natura, inizialmente distanti e legati in un normale legame satellitare, in cui l'attrazione gravitazionale ha nel tempo fatto decadere l'orbita fino a portare i due oggetti fisicamente a contatto.

L'oggetto interessato nel recente studio era precedentemente noto ma la notte dell'1 Dicembre 2018 esso andava ad occultare l'anonima e debole stella di quindicesima grandezza 3318035546681086336 (come "schedata" nel catalogo Gaia) la quale è, a sua volta e assai curiosamente, un sistema binario (sistemi composti da due stelle gravitazionalmente legate tra loro sono tutt'altro che rari ma è certamente insolito come un TNO la cui natura si è rivelata essere binaria sia andato ad occultare una stella parimenti binaria). A seguire questa occultazione, vennero quindi allertati i telescopi pubblici del progetto RECON. 

Nonostante i dati astrometrici della stella che sarebbe stata occultata (ovvero, le sue coordinate sulla volta celeste) fossero perfettamente noti (con un errore stimato in meno di mezzo decimillesimo di secondo d'arco!), la posizione del TNO occultante non godeva di pari precisione; particolarità che apportava una conseguente incertezza nella sua posizione di 1100 km durante l'occultazione, con un margine di ±86 secondi sull'istante d'inizio dell'eclissi. 

La scoperta della natura doppia di questo TNO, al momento catalogato con la sigla (523764) 2014 WC510, è stata resa possibile tramite il sopra citato RECON, un insieme di 56 stazioni osservative (dotate di telescopi da 25 mm di diametro utilizzati per seguire le occultazioni stellari) situate lungo una linea ideale che va dal confine meridionale degli Stati Uniti d'America a quello settentrionale, con la recente aggiunta di altre 8 in Canada. In questo innovativo progetto, gli insegnanti delle scuole superiori seguono dei training ad opera di astronomi professionisti al fine di permettere agli studenti di condurre le osservazioni astronomiche.

Grafico che mette in evidenza le cadute di luminosità (singole e doppie) della stelal profdotte dall'occultazione del TNO binario (i punti rossi indicano quelle doppie) rilevata da 5 stazioni osservative (© Credits: R.Leiva et al.)

Il quadro così ottenuto delinea (523764) 2014 WC510 composto da due corpi con dimensioni rispettivamente di 181 ± 16 km e 138 ± 32 km, vicinissimi tra loro: questi, infatti, vanno a sfiorarsi a soli 349 ± 26 km chilometri di distanza, a differenza della maggior parte dei TNO binari i quali sono separati da distanze che si aggirano attorno ai 1.000 chilometri o più!

Con i dati acquisiti tramite le osservazioni, è stato possibile mettere a punto dei modelli che descrivono i TNO binari; anche se al momento è difficile stabilire se la percentuale di oggetti di questo tipo sia di uno su un milione o, agli estremi, il 90% dell'intera popolazione di tali remoti oggetti, i dati finora acquisiti indicano, per lo meno, che i TNO binari "quasi a contatto" sono molto più comuni di quanto precedentemente ipotizzato.