Pianeta Nove, provocherà un disastro nel Sistema Solare?

È vero che per ora il famoso Planet Nine – Pianeta Nove in italiano – non è stato osservato direttamente e che i ricercatori sono fermi a “semplici” calcoli matematici, ma se davvero questo nuovo mondo ai confini del Sistema solare dovesse esistere, per i nostri giganti di periferia sarebbe una pessima notizia. L’allegra brigata planetaria potrebbe essere destinata a venir spazzata via nello spazio interstellare. Il perché lo spiegano gli esperti dell’Università di Warwick, e nello specifico il gruppo guidato da Dimitri Veras, secondo il quale almeno uno dei pianeti giganti è condannato, dopo la “morte” del Sole, all’eliminazione: sparato nello spazio interstellare da una sorta di effetto ‘flipper’. Il destino dei pianeti è già scritto, visto che il nostro Sole si spegnerà fra circa 7 miliardi di anni (giorno più giorno meno). E mentre la Terra verrà inghiottita da ciò che resta del Sole prima di diventare una nana bianca, la stessa espulsione di massa solare spingerà i pianeti più esterni – Giove, Saturno, Urano e Nettuno – a distanza di sicurezza. Ma se il pianeta misterioso si aggiungesse alla famiglia planetaria, questo “lieto fine” sarebbe da riscrivere. Secondo la ricerca che verrà pubblicata su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, il pianeta misterioso potrebbe infatti non essere spinto fuori dal Sistema solare, bensì – vista la sua presunta orbita – venir risucchiato insieme ai quattro pianeti giganti, in particolare Urano e Nettuno, che farebbero la fine dei pianeti interni rocciosi. Tramite complicati modelli matematici, Veras ha ipotizzato diverse posizioni da cui il Pianeta Nove potrebbe cambiare per sempre l’immagine del Sistema solare: la conclusione ipotetica è che più lontano si trova e più massiccio è, più alte sono le probabilità che il nostro vicinato planetario faccia una fine drammatica e violenta. «Se il Pianeta Nove esiste», dice Veras, «il destino del Sistema solare dipenderà dalla sua massa e dalle sue proprietà orbitali». «Il futuro da nana bianca del Sole può essere predetto in base ad altre nane bianche “inquinate” da detriti rocciosi», spiega Veras. Anche altri sistemi planetari con al centro una nana bianca hanno avuto lo stesso destino a causa di un lontano “pianeta nove”, e studiare (o ipotizzare) cosa potrebbe accadere dalle nostri parti potrebbe spiegare meglio il processo evolutivo di altri sistemi lontani da noi.
di Eleonora Ferroni (INAF)

La danza del quasi-satellite terrestre

C’è un piccolo asteroide in orbita attorno al Sole, che nel suo vagare nello spazio si mantiene relativamente vicino alla Terra, compiendo una specie di danza intorno al nostro pianeta. L’aspetto più interessante è che, rispetto ad altri oggetti simili, è il primo che scopriamo con un’orbita decisamente stabile.
L’asteroide scoperto di recente si chiama 2016 HO3 e, mentre compie un giro completo attorno al Sole, ruota anche attorno alla Terra. È troppo lontano da noi per essere considerato un nuovo satellite del nostro pianeta, ma è l’esempio migliore e più stabile che conosciamo di un quasi-satellite.
«Dal momento che 2016 HO3 gira intorno al nostro pianeta senza avventurarsi mai troppo lontano, mentre insieme ruotiamo attorno al Sole, chiamiamo questo oggetto un quasi-satellite della Terra», spiega Paul Chodas, direttore del Center for Near-Earth Object (NEO) Studies presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA. «Una decina di anni fa l’asteroide 2003 YN107 ha mostrato un comportamento simile, ma dopo poco si è allontanato da noi senza più riavvicinarsi. Questo nuovo asteroide è molto più legato alla Terra. I nostri calcoli indicano che 2016 HO3 è un quasi-satellite del nostro pianeta da almeno un centinaio di anni, e che continuerà a seguirci per ancora molti secoli a venire».
Nel suo percorso annuale attorno al Sole l’asteroide 2016 HO3 passa circa la metà del suo tempo tra il Sole e la Terra, e l’altra metà dalla parte opposta, percorrendo un lungo anello che lo porta ad unadistanza minima di 14 milioni di km da noi, quindi si tratta di un oggetto non pericoloso o preoccupante. La sua orbita attorno alla Terra è un po’ inclinata e oscilla rispetto all’asse di rotazione terrestre col passare degli anni. A differenza dunque di un asteroide troiano, ovvero di un compagno di viaggio che si trova lungo la stessa orbita di un pianeta mantenendosi a una distanza più o meno fissa, un quasi-satellite compie una vera e propria orbita attorno al suo pianeta ospite.
L’orbita di 2016 HO3 subisce anche un lento spostamento in avanti e indietro nel corso di qualche decina di anni. «La rotazione dell’asteroide attorno alla Terra subisce un leggero spostamento di anno in anno, ma la gravità terrestre è abbastanza intensa da fare in modo che l’oggetto non possa mai allontanarsi a più di 100 volte la distanza della Luna», dice Chodas. «Lo stesso effetto impedisce anche che l’asteroide possa avvicinarsi a più di 38 volte la distanza del nostro satellite naturale. Di fatto questo piccolo corpo celeste compie una vera e propria danza assieme alla Terra».
L’asteroide è stato avvistato il 27 aprile 2016 durante la campagna osservativa per la ricerca di asteroidi condotta presso il telescopio Pan-STARRS 1, alle Hawaii. Le dimensioni esatte dell’oggetto non sono ancora state confermate con precisione, ma le stime indicano che dovrebbe avere un diametro compreso tra 40 e 100 metri.
Il sito web del centro per gli studi sui NEO del JPL ospita una lista aggiornata dei più recenti e dei futuri avvicinamenti di oggetti celesti, così come tutte le informazioni e i dati scientifici raccolti sui NEO scoperti fino ad oggi.
di Elisa Nichelli (INAF)

Chi ha rubato Planet Nine?

State pronti a estrarre i fazzoletti, perché si preannuncia la possibilità d’un melodramma spaziale senza precedenti. Il gigante in orbita ai confini del Sistema solare, il nostro nuovo fratellone (dieci volte la massa della Terra), quello che stavamo appena iniziando a conoscere, quello che nemmeno sappiamo ancora bene dove si trovi, insomma, lui, Planet Nine: se davvero esiste (ed è un grosso ‘se’), potrebbe non essere nostro fratello. Già, potrebbe essere stato “adottato”, diciamo. Quand’ancora eravamo in culla, quattro miliardi e mezzo di anni fa. Più che “adottato”, a dire il vero, gli astronomi parlano proprio di “rubato”: il nostro Sole l’avrebbe scippato a un’altra stella madre, sottraendolo alla famiglia planetaria d’origine mentre ce ne stavamo tutti fianco a fianco nello stesso ammasso stellare. Possibile? Possibile: fra le stelle d’uno stesso clusteril “passaggio” di mano – gravitazionale – d’interi mondi è un fenomeno tutt’altro che raro. E, stando al modello al computer messo a punto da Alexander Mustill, Melvyn Davies e Sean Raymond (Lund University, in Svezia, i primi due e CNRS francese il terzo), pare che sia proprio questo il caso. «Planet 9 può benissimo essere stato “spintonato” da altri pianeti, così che quando s’è ritrovato in un’orbita troppo lontana dalla propria stella», spiega Mustill, «il nostro Sole potrebbe aver colto l’occasione per catturarlo, sottraendolo alla stella d’origine. Quando poi il Sole si congedò dall’ammasso stellare in cui s’era formato, s’è portato Planet 9 con sé, ancorato alla nuova orbita». Ora, melodramma a parte, se l’ipotesi venisse mai confermata si tratterebbe d’una scoperta straordinaria: significherebbe che possiamo realisticamente iniziare a pianificare una missione in grado di raggiungere con una sonda, in un arco di tempo ragionevole, un pianeta extrasolare. Un’opportunità semplicemente impensabile con le migliaia di altri mondi scoperti negli ultimi anni. «È quasi paradossale che, mentre gli astronomi continuano a trovare pianeti extrasolari a centinaia d’anni luce di distanza da noi», dice Mustill, «potremmo averne uno nascosto nel nostro cortile». Insomma, se esiste, ora più che mai dobbiamo trovarlo.
di Marco Malaspina (INAF)

Il transito dei transiti? Fra oltre 67mila anni

Il transito d’un pianeta sul disco solare, come quello di Mercurio di lunedì 9 maggio, è sempre un fenomeno affascinante: ci offre una prospettiva inusuale, senza mediazioni, sulle dinamiche dell’eclittica e sul nostro posto nel Sistema solare. Dalla Terra, di pianeti in transito sul Sole, ne possiamo osservare solo due. I due con orbita più interna rispetto alla nostra: Mercurio eVenere. Il primo con una frequenza media che si aggira attorno alla dozzina d’anni, il secondo molto più raro – l’ultima volta è stata tre anni fa, e per il prossimo dovremo attendere fino al 2117. Ma accadrà mai di vederli transitare insieme? Due puntini in contemporanea sul disco solare? Ebbene, la risposta è sì. O meglio, non noi, ma i nostri discendenti sì: la rarissima circostanza celeste è in calendario per venerdì 26 luglio 69163. Vale a dire, fra oltre 671 secoli. E a determinarlo ci è riuscita per la prima volta, nel 2004, una coppia di scienziati fra i quali un italiano: il meteorologo belga Jean Meeus e Aldo Vitagliano, professore di chimica all’Università Federico II di Napoli.

Il 26 di luglio del 69163. Questa la data del prossimo transito simultaneo di Venere e Mercurio sul Sole. Professor Vitagliano, cos’è che rende questo evento astronomico così raro?

«Eh, sì, è un evento davvero raro. Si può stimare che si verifichi non più di 5 o 6 volte nell’arco di un milione di anni. Perché un pianeta ci appaia in transito sul disco solare, occorre che proprio al momento della congiunzione inferiore col Sole, il pianeta si trovi in prossimità di uno dei due punti (i “nodi”) nei quali la sua orbita interseca il piano dell’eclittica. La approssimativa coincidenza della congiunzione col passaggio da un nodo è già per conto suo un evento non troppo frequente (in 1000 anni abbiamo in media 165 transiti di Mercurio e 13 di Venere), ma per avere un transito simultaneo dei due pianeti occorre avere ben quattro coincidenze. Intanto quella dei nodi: i piani delle due orbite devono intersecare il piano dell’eclittica approssimativamente lungo la stessa retta. Poi, per entrambi, si deve avere la coincidenza della congiunzione col passaggio dal nodo. E infine le due congiunzioni devono verificarsi contemporaneamente, con una tolleranza di poche ore».

Al momento, in che situazione siamo?

«Attualmente i nodi delle orbite di Venere e Mercurio distano 28.3° lungo l’eclittica. I transiti di Mercurio possono verificarsi solo a circa un mese di distanza da quelli di Venere: prima metà di maggio e novembre per Mercurio, e prima metà di giugno e dicembre per Venere. Dunque la simultaneità è ovviamente preclusa. Ma le linee dei nodi delle orbite planetarie ruotano lentamente nel tempo, con velocità diverse, e quelle di Venere e Mercurio si stanno avvicinando, con un semiperiodo che oscilla fra i 50 e i 55 millenni (si sovrappongono ogni 50-55mila anni). La prossima sovrapposizione si avrà nel 13° millennio: vale a dire che, fra l’11° e il 15° millennio, i nodi dei due pianeti saranno abbastanza vicini da offrire la possibilità di un transito simultaneo. Ma per averlo si dovrebbero presentare anche le altre tre coincidenze prima citate, che però non si verificheranno. Occorrerà aspettare fino al successivo periodo favorevole, 55 millenni più tardi, e proprio verso la fine di questo periodo il lieto evento si verificherà. Davvero una lunga gestazione!»

La vostra pubblicazione risale al 2004. Prima di allora, nessuno era stato in grado di stabilire la data dell’evento. Perché? Nessuno ci aveva provato? O è anche un calcolo difficile?

«In un certo senso, entrambe le ragioni. Un sistema planetario è un sistema di N corpi mutuamente interagenti attraverso la gravità. Fino agli anni ‘80, il calcolo delle posizioni planetarie è stato condotto con metodi analitici o semianalitici (varianti moderne dei metodi di Laplace), esprimendo la soluzione delle equazioni del moto, non ricavabile in modo esatto, attraverso formule esplicite costituite da serie numeriche, somma di innumerevoli termini periodici. Il limite del metodo è che i suoi risultati sono affidabili solo entro un intervallo temporale limitato a pochi millenni. Oltre questo limite, la necessità di troncare le serie ad un numero finito di termini fa sì che la precisione si degradi rapidamente, per cui con questi metodi la previsione di un transito a così lungo termine diventerebbe estremamente difficile per non dire impossibile».

Poi cos’è accaduto?

«A partire dagli anni ‘70-‘80, lo sviluppo dei calcolatori elettronici ha reso praticabile l’utilizzo della integrazione numerica. Detta in breve, significa partire direttamente dalle forze (relativamente semplici) in gioco: una volta che siano conosciute posizioni e velocità di ogni pianeta ad un dato istante, il modello matematico delle forze gravitazionali consente di calcolare le accelerazioni subite da ciascuno, e si possono prevedere le nuove posizioni e velocità dopo un intervallo di tempo adeguatamente piccolo. La procedura può essere ripetuta passo-passo, così da propagare le orbite tanto a lungo quanto si vuole, con una accuratezza che si degrada nel tempo molto meno rapidamente di quanto non faccia con le formule esplicite dei metodi analitici. La mole di calcoli da effettuare è spaventosa, ma poco importa se si tratta di calcoli ripetitivi e se a farli è una macchina capace di milioni (oggi miliardi) di operazioni al secondo. L’integrazione numerica è stata applicata dalla NASA-JPL al calcolo delle effemeridi a partire dalla fine degli anni ’60, sotto la spinta delle missioni spaziali, ed è stata soprattutto mirata ad ottenere una altissima precisione entro un intervallo di tempo relativamente breve. I modelli matematici del JPL erano (e sono) molto sofisticati, includendo fra l’altro gli effetti sul moto dovuti alla Relatività Generale. Sono pertanto molto “pesanti” per la mole di calcoli e poco adatti ad un utilizzo su lunghi intervalli temporali. Esiste però il modo di semplificarli, rinunziando alla accuratezza estrema a breve termine, ma preservando adeguatamente quella (comunque moderata) che si ha a lungo termine. Perciò direi che, a partire dalla fine degli anni ’80, la previsione di un transito a 100mila anni di distanza sarebbe stata possibile ed anche ragionevolmente semplice per qualsiasi ricercatore in possesso di un software adatto».

Però nessuno lo ha fatto…

«Già, quindi bisogna dire che nessuno ci ha pensato. E il motivo è semplice: i transiti sono rare curiosità geometriche, di natura prevalentemente estetica, che hanno presa sul pubblico e interessano soprattutto gli amatori dell’astronomia, ma non hanno oggi valenza scientifica se non come elegante esercizio di messa a punto dei metodi di calcolo. Si può concludere che, a chi disponeva degli strumenti adatti, questo tipo di impiego non interessava, mentre a chi sarebbe stato interessato mancavano gli strumenti adatti. La mia avventura, cominciata a metà degli anni ’90, è stata quella di costruire il ponte, ovvero lo strumento (il programma SOLEX) con il quale qualsiasi dilettante, con un po’ di competenza e abilità può divertirsi a scovare curiosità di questo tipo».

Visto che a noi è precluso, mettiamoci nei panni dei nostri discendenti del 692esimo secolo. Concretamente, cosa vedranno, coloro che avranno modo di assistere al rarissimo fenomeno?

«Ammesso che la nostra civiltà non sia riuscita ad autodistruggersi, vedranno (avendo il Polo Nord celeste rivolto verso l’alto) il dischetto nero di Venere attraversare il cerchio del Sole nella parte alta. E, quasi al termine dell’attraversamento, vedranno il puntino nero di Mercurio entrare nel Sole a poca distanza dal bordo superiore, per poi terminare il proprio transito quando Venere è già fuori da più di un’ora».

Questo nel lontano futuro. Avete fatto anche il calcolo al passato? Intendo dire, quand’è l’ultima volta che è accaduto?

«All’epoca ero arrivato a 280mila anni nel passato, senza scovarne alcuno. Ho trovato poi che il più recente transito simultaneo dovrebbe essere avvenuto – adottando la data calcolata col calendario Giuliano, e in base ad un Tempo uniforme atomico, non al T.U. basato sulla rotazione terrestre – il 17/9/-373172. Per un’epoca così lontana siamo al limite di prevedibilità dell’evento, ma dato che il transito previsto è centrale rispetto al disco del Sole ed è riprodotto anche usando modelli diversi, è probabile che si sia verificato davvero. Diciamo che dovendo scommetterci, me lo giocherei 2 contro 1».

Ma come mai ci si è cimentato proprio lei, che è un chimico, in questi calcoli astronomici?

«Non si tratta di un caso raro. L’astronomia è la sola scienza nella quale i dilettanti possano dare, e storicamente abbiano dato, dei contributi rilevanti. Basta citare Heinrich Olbers, che era un medico, William Herschel (un musicista) e Percival Lowell (un diplomatico). Un po’ meno comuni sono dei dilettanti che abbiano lavorato a tavolino anziché al telescopio (lo stesso Jean Meeus di professione era un meteorologo, ora è in pensione da molto tempo), ma anche qui una ragione c’è: malgrado il mio interesse amatoriale per l’astronomia, io sono un animale diurno, e perfino da ragazzo non sono mai stato capace, se non in casi eccezionali, di restare sveglio dopo le 23!»

Lunedì prossimo, per il transito di Mercurio, non ci sarà bisogno di restare in piedi fino a tarda notte… lei lo seguirà, anche se sarà un “banale” transito con un solo pianeta?

«Come per il transito di Venere dell’8 giugno 2004, andrò sul lastrico solare dell’edificio del Dipartimento di Chimica con un binocolone 20×60, sperando che il meteo sia favorevole e che i filtri solari costruiti per quella occasione siano ancora buoni. Allora fu un successo, goduto anche da molti colleghi e studenti. Spero che lo sia anche questa volta».
di Marco Malaspina (INAF)

Che fine ha fatto Planet Nine?

Ricordate il “nono pianeta” (“decimo” per chi non ha rinnegato Plutone), l’ipotetico gigante ai confini estremi del Sistema solare protagonista, qualche settimana fa, delle prime pagine di mezzo mondo? Ipotetico perché per ora ha risposto solo all’appello dei modelli teorici, apparendo fra le righe delle tabelle sfornate dagli algoritmi degli astronomi, ma mai inquadrato da alcun telescopio. Ebbene, per chi si fosse messo in testa di trovarlo, c’è una buona notizia: grazie a un’analisi, condotta da un team guidato da Agnès Fienga dell’Observatoire de la Côte d’Azur, su dieci anni di dati trasmessi dalla sonda Cassini di NASA, ESA e ASI, sono state individuate le regioni di cielo più promettenti in cui cercare. E quelle, invece, senza speranza. Ma che c’entra Cassini, una missione dedicata allo studio di Saturno e delle sue lune? I due astronomi che hanno dedotto – ancora è presto per parlare di “scoperto” – l’esistenza di Planet Nine ne avevano anche ricostruito la probabile orbita, calcolata in base alle perturbazioni determinate da questo ipotetico gigante – un balenottero da 10 masse terrestri – sugli oggetti che abitano la Fascia di Kuiper. Un’orbita molto eccentrica, con un semiasse maggiore di circa 100 miliardi di km e un’inclinazione di 30 gradi. Indizi non di poco conto. Certo, è ancora come cercare un ago in un pagliaio, ma per rimanere nell’abusata similitudine si tratta d’un pagliaio non più a tre, e nemmeno a due, bensì a una sola dimensione. Un po’ come se dovessimo incastrare un contrabbandiere inafferrabile ma abitudinario: finché non lo individuiamo, non possiamo dire esattamente dov’è, ma sappiamo che strada dovrebbe percorrere – sempre che davvero esista, intendiamoci. Ora è stato compiuto un ulteriore passo avanti. Lo studio di Fienga e colleghi, pubblicato questa settimana su Astronomy & Astrophysics, calcola le perturbazioni indotte dal pianeta – per diverse posizioni rispetto al perielio – sulle trasmissioni radio provenienti dalla sonda Cassini, in orbita attorno a Saturno dal 2004. In generale, l’analisi dei dati radio di Cassini permette agli scienziati di misurare in modo incredibilmente accurato – con un’incertezza di appena cento metri – la distanza fra la Terra e Saturno. Se aggiungiamo il nono pianeta al modello messo a punto dagli astronomi di Cassini, però, ecco che le discrepanze tra calcoli e osservazioni subiscono un’impennata (vedi la linea blu nella figura accanto). Ma una volta ricalcolati di conseguenza tutti i parametri del Sistema solare, le discrepanze rientrano nella norma (vedi la linea rossa), a parte per alcune posizioni di Planet Nine lungo la sua orbita: quelle dove la linea rossa supera il 10 percento di scarto, evidenziate nel grafico da una banda orizzontale grigia. La figura qui sotto mostra con maggior chiarezza l’utilità di questo risultato. Per alcune posizioni lungo l’orbita, quelle il cui angolo rispetto al perielio risulta inferiore a 85 gradi o superiore a -65 gradi (lo spicchio in rosso nell’immagine qui sopra), le perturbazioni indotte dal nono pianeta sono in contrasto con le distanze osservate di Cassini. Stessa cosa per l’arco d’orbita compreso fra -130 e -100 gradi (l’altro spicchio rosso). Al contrario, la porzione d’orbita in cui l’angolo fra Planet Nine e il suo perielio è fra 104 e 134 gradi è quella più probabile (lo spicchio verde). Con un massimo attorno ai 117 gradi, in corrispondenza del punto qui ottimisticamente indicato con “P9”. Insomma, se volete passare alla storia come scopritori del nono pianeta, ora sapete dove vi conviene cominciare a cercare.

di Marco Malaspina (INAF)

Planet Nine, ecco le posizioni dell'orbita nelle qual conviene cercarlo (in verde) e quelle invece in cui non c'è speranza di trovarlo (in rosso). Fonte: Fienga et al., A&A, 2016. Elaborazione grafica: Media INAF

Per saperne di più:

 

Ma quanto è grande il Sistema Solare?

La notizia della possibile presenza ben oltre l’orbita di Nettuno di un nono pianeta con la “p” maiuscola, ovvero uno che soddisfi tutti i requisiti riformulati qualche anno fa dalla IAU, quelli stessi che invece ‘declassarono’ Plutone, sta rimbalzando un po’ ovunque in tutto il mondo. L’articolo dei ricercatori del Caltech Konstantin Batygin e Mike Brown, tutto teorico e basato su simulazioni al calcolatore, sostanzialmente afferma che ‘non può non esserci’ un oggetto celeste della massa pari a dieci Terre e che si possa trovare a una distanza dal Sole di circa 20 volte superiore a quella che compete a Nettuno. Tradotto in altri termini, il nono pianeta orbiterebbe a 90 miliardi di chilometri dal Sole. Dunque, il nostro Sistema solare è diventato di colpo più grande? Per capire meglio come stanno le cose abbiamo rivolto qualche domanda a Giovanni Valsecchi, ricercatore dell’INAF presso l’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali di Roma, esperto di meccanica celeste.

Dunque, partiamo dall’inizio ovvero dall’articolo dei due ricercatori del California Institute of Technology…

L’articolo, molto tecnico, descrive le idee, le simulazioni e i risultati dello studio teorico portato avanti da Konstantin Batygin e Mike Brown. Da un paio di anni, nella comunità scientifica che si occupa della parte esterna del Sistema solare si sta cercando di capire se una certa concentrazione di alcuni dei parametri (che descrivono le orbite degli oggetti più esterni della cosiddetta Fascia di Kuiper, al di là della regione palentaria) abbia una causa fisica o no. La filosofia generale del lavoro è simile a quella che ha portato alla scoperta di Nettuno. L’idea che sta dietro l’articolo è quella di incitare la comunità astronomica a cercare il pianeta di cui loro parlano. Se questo pianeta esistesse veramente, avrebbe anche delle conseguenze su quello che noi conosciamo riguardo alla parte più interna della Nube di Oort, perché questo pianeta si troverebbe fra la zona di confine della regione planetaria e la Nube di Oort interna.

Sappiamo già che ci sono diversi corpi celesti oltre l’orbita di Nettuno e Plutone. Ma sembrava difficile che potessero essercene di grandi come quello annunciato nel lavoro di Batygin e Mike Brown.

In effetti i ricercatori parlano di un pianeta di una decina di masse terrestri. Un valore interessante perché nel Sistema solare abbiamo 4 pianeti interni (di cui il più grande è la Terra) e che hanno masse terrestri (come la Terra e Venere) o inferiori (come Mercurio e Marte), e 4 pianeti esterni, con i 2 giganti gassosi (Giove e Saturno che hanno fino a 300 masse terrestri e sono composti soprattutto da gas concentrati attorno a un nucleo solido) e poi Urano e Nettuno, ben più piccoli di Saturno e Giove, ma comunque molto più grandi della Terra (intorno alla ventina di masse terrestri). Nel Sistema solare sembra esserci un vuoto in questo intervallo di masse. E’ curioso, invece, che nei sistemi extrasolari che si stanno scoprendo, questa regione di masse è tutt’altro che vuota, anzi sono stati scoperti moltissimi oggetti con masse dalle 5 alle 10 volte quella della Terra. Se anche il Sistema solare avesse un pianeta di 10 masse terrestri e in un’orbita così curiosa e così diversa da quelle dei pianeti che siamo abituati a considerare, certo sarebbe una scoperta non da poco.

Ma allora, se c’è veramente un oggetto di questa taglia, seppure a distanze così elevate, come è possibile che nonostante i nostri super telescopi da terra e dallo spazio non lo abbiamo ancora scovato, e dobbiamo affidarci a predizioni per aiutarci per immortalarlo definitivamente?

La copertura del cielo da parte di telescopi potenti è oggi molto più accurata e più completa, ma non bisogna trascurare vari aspetti. Ad esempio questo oggetto potrebbe esistere già, magari è stato già osservato e anche scartato in passato. Oggi c’è una grande copertura del cielo, sia per scoprire oggetti fuori dal Sistema solare che per scoprire asteroidi che posso passare vicino alla Terra. Di solito dietro il telescopio non c’è un uomo, bensì una macchina e quindi un calcolatore abituato a filtrare tutta una serie di individuazioni di oggetti che non sono l’obiettivo della ricerca in corso. Potrebbe succedere in futuro, nel caso venisse confermata l’esistenza del pianeta, di ritrovare la sua posizione su immagini prese ed archiviate senza notarlo.

Dalla teoria però, bisognerà passare alla pratica, ovvero confermare o smentire l’esistenza del pianeta. In che modo?

Su questo fondamentale aspetto vedo tre possibili linee d’azione. La più ovvia è quella di andare a cercare il pianeta, perché, per quanto vaga sia l’indicazione fornita dall’articolo, comunque c’è una striscia di cielo dove si potrebbe trovare questo oggetto. Si potrebbe poi riesaminare la stessa linea di cielo in tutte le immagini già prese negli scorsi decenni. Infine, è necessario capire se l’esistenza di questo nono pianeta ha delle conseguenze finora mai immaginate su ciò che conosciamo del Sistema solare esterno, quindi sugli oggetti transnettuniani e sulle comete della Nube di Oort. Bisognerebbe rivedere i calcoli e le simulazioni fatti finora.
di Marco Galliani (INAF)

Planet Nine: tracce d’un nono pianeta (10 volte la massa della Terra)

Nessuno l’ha mai visto, non ancora. Ma i due ricercatori che hanno firmato lo studio,Konstantin Batygin e Mike Brown del Caltech – il Californian Institute of Technology – assicurano che le prove, questa volta, ci sono. Prove di cosa? Dell’esistenza, niente meno, d’un nuovo pianeta ai confini del Sistema solare. Battezzato in fretta e furia “Planet Nine”, il nuovo arrivato – se davvero ne sarà confermata l’esistenza, il condizionale è più che mai d’obbligo – non sarebbe un oggettino in bilico fra grosso asteroide e pianeta nano, tutt’altro: se i calcoli sono corretti, parliamo di un mondo extra-large, un gigante con una massa pari a grosso modo 10 volte quella della Terra. Insomma, un mondo la cui stazza è assai più simile a quella d’Urano o Nettuno che non a quella del declassato Plutone. «Questo sarebbe un vero e proprio nono pianeta. Dall’antichità a oggi sono stati scoperti solo due veri nuovi pianeti», sottolinea Brown, «e questo sarebbe il terzo. Si tratta di un tassello piuttosto importante del nostro Sistema solare che ancora ci sfugge, il che è alquanto eccitante». Un mondo remoto in tutti i sensi, questo Planet Nine: la sua orbita sarebbe circa 20 volte più lontana dal Sole di quanto non sia quella di Nettuno (che pure viaggia alla bellezza di circa quattro miliardi e mezzo di km di distanza dalla nostra stella), e un anno, lassù, durerebbe fra i 10 e i 20 mila anni terrestri. Ma se ancora nessun telescopio è riuscito a individuarlo, di che prove stiamo parlando? Dei risultati di modelli matematici e simulazioni al computer, spiegano i due ricercatori. Modelli messi a punto per spiegare le orbite anomale di alcuni oggetti osservati nella Fascia di Kuiper, sei in particolare (vedi immagine qui sopra). Costretti via via a escludere ipotesi meno rivoluzionarie (come, per esempio, la presenza di un corpo di dimensioni minori), a Batygin e Brown, per far tornare i conti, non è rimasto che prendere in considerazione l’ipotesi di un pianeta gigante. E i conti hanno cominciato a tornare. «Benché all’inizio fossimo alquanto scettici circa la possibilità che questo pianeta potesse esistere, continuando a indagare la sua orbita e a valutare cosa significherebbe per il Sistema solare esterno, ci siamo sempre più convinti che sia proprio là fuori», dice Batygin. «Per la prima volta in oltre 150 anni, ci sono prove solide secondo le quali il censimento planetario del Sistema solare è incompleto». Lo studio è uscito oggi su Astronomical Journal, e la palla passa ora ai telescopi, a partire dai giganti hawaiiani della classe 10 metri, Keck e Subaru. «Certo, sarei entusiasta di trovarlo», confida Brown a proposito del “suo” pianeta, «ma sarei comunque felicissimo anche se a trovarlo fosse qualcun altro. È per questo che abbiamo pubblicato il nostro articolo: speriamo che altre persone ne traggano ispirazione per mettersi a cercare». Lo studio, come dicevamo, è appena uscito. Promettiamo di approfondirlo meglio domani, sempre qui su Media INAF, con qualche dettaglio in più e con l’aiuto di esperti dell’INAF.
Guarda l’animazione sull’orbita di Planet Nine sul sito INAF
di Marco Malaspina (INAF)

Il 2015 anno dei corpi minori

La rivista Science tutti gli anni compila una lista dei risultati che, a giudizio dei suoi editors, sono stati i più importanti tra quelli ottenuti nei 12 mesi passati. Quest’anno non ci sono dubbi, i risultati più stupefacenti vengono dallo studio dei corpi minori del sistema solare. Per intenderci, si chiamano minori tutti i corpi “piccoli” del sistema solare: comete, asteroidi e nanopianeti. Sono piccoli di dimensioni ma l’interesse che stanno suscitando è grandissimo. Per Science il primo posto va diviso tra i risultati della sonda NASA New Horizons, che ci ha tenuti con il fiato sospeso con la sua fuggente visita al remoto ma fascinoso nanopianeta Plutone, e quelli di Dawn(sempre della NASA) in orbita intorno a Cerere, il corpo più grande della fascia degli asteroidi, che ha colpito l’immaginazione di tutti con le sue macchie luminose. Nel mio piccolo, io aggiungerei la missione Europea Rosetta, che ci ha permesso di toccare (quasi) la cometa 67P, così strana con la sua forma di paperetta bitorzoluta. Per gli scienziati che lavorano all’analisi dati di queste missioni, la vita è un festa mobile perché i dati continuano ad arrivare e le scoperte sono sempre dietro l’angolo. Mentre Rosetta e Dawn sono “sul pezzo” e acquisiscono dati sempre nuovi, New Horizons sta ancora inviando a Terra i dati raccolti durante il fly-by di Plutone del 14 luglio, mentre continua il suo viaggio a caccia di un nuovo oggetto da osservare. Pur sfruttando al meglio la sua strumentazione, la velocità di trasmissione è limitata dalla combinazione tra la distanza siderale della sonda e la potenza disponibile a bordo. Le grandi antenne del Deep Space Network della NASA ricevono i dati al ritmo di pochi kilobit al secondo, meno del più scarso dei modem telefonici. Da cinque miliardi di km, New Horizons non può fare meglio e si prevede che la trasmissione dei dati occuperà tutto il 2016. Questo spiega la lentezza nelle pubblicazione delle immagini raccolte durante il flyby, ma i tempi dilatati sono benvenuti perché offrono la possibilità di studiare in dettaglio ogni immagine e metabolizzare le moltissime sorprese che ci ha riservato il nanopianeta Plutone e la sua luna Caronte. Nessuno si aspettava una simile varietà di paesaggi in un mondo gelato ai confini del nostro sistema planetario. Grandi pianure, aspre montagne, profondi e lunghissimi canyons sono indici di terreni geologicamente giovani che hanno sorpreso tutti. Combinando immagini prese con diversi filtri è possibile rendersi conto che i diversi paesaggi hanno colori molto diversi a testimoniare una diversa composizione accoppiata ad una diversa storia geologica. La brillante pianura a forma di cuore che domina le immagini di Plutone è quasi priva di crateri e non può avere più di qualche centinaia di milioni di anni. Verrebbe da pensare a colate laviche che, nei 240 gradi sotto zero di Plutone, devono essere di azoto solidificato. La pianura è delineata da montagne che, a giudicare dall’ombra che proiettano, devono essere alte qualche km. Troppo per essere di azoto solidificato, si pensa piuttosto al più solido ghiaccio di acqua . Rilievi con increspature che sembrano dune che si estendono per centinaia di km sono dovuti, forse, a movimenti tettonici combinati con la sublimazione del ghiaccio di acqua, di azoto e di metano regolata dall’esposizione al pallido sole. L’immagine presa mentre New Horizons passava nell’ombra di Plutone mostra che il pianeta è circondato da una strato di foschia bluastra composta da azoto, metano e idrocarburi. E’ appena un centimillesimo dell’atmosfera terrestre ma, pur così tenue, basta per conferire un aspetto magico al pianeta visto in controluce. Anche Caronte non ha deluso con un impressionante canyon che sembra tagliarlo in due, a riprova di una storia complessa e violenta per la luna di Plutone. Il polo nord ha una vistosa macchia scura e diverse regioni hanno pochi crateri, segno di fenomeni geologici recenti. Saltiamo dalla periferia del sistema solare alla fascia degli asteroidi, una regione più vicina, tra Marte e Giove, dove si concentrano gli asteroidi, presumibilmente resti di pianeti mai formati o andati distrutti nel corso di collisioni. E qui che la missione Dawn sta orbitando intorno a Cerere, il più grande inquilino della fascia ed il primo ad essere scoperto, 215 anni fa, all’Osservatorio di Palermo da padre Piazzi.
Per una bellissima compilation delle immagini di Cerere consiglio una visita al New York Times. Le numerose macchie luminose sulla superficie di Cerere sono la peculiarità più evidente di questo oggetto celeste. Prima si è pensato a getti di vapore simili a quelli di Encelado, poi, quando si è capito che non si sviluppavano in altezza, a depositi di ghiaccio. Ovviamente, c’è anche chi ha pensato agli extraterrestri ed è stato sicuramente molto deluso quando l’analisi della composizione del suolo ha rivelato che le macchie sono depositi di sali di solfato di magnesio. Per spiegare la loro presenza, così abbondante in ogni parte dell’oggetto, si pensa che, sotto la superficie, ci sia una strato di acqua molto ricca di sali che viene liberata dall’impatto di piccoli asteroidi. Al contatto con il vuoto cosmico l’acqua evapora lasciando la macchia di sale che sembra brillantissimo perché riflette di più del terreno circostante. In effetti, gli esperti dicono che la riflettività di questo sale è pari a quella dell’asfalto appena posato, ben lontano dal biancore che sembra di vedere nelle immagini. Ha anche stupito gli esperti la presenza nel suolo di ammoniaca, una molecola che, per solidificarsi, ha bisogno di temperature molto più rigide di quelle della fascia degli asteroidi. Cerere ha forse qualche segreto da raccontare? Viene da molto più lontano oppure si è scontrato con un corpo da veniva dalla periferia del sistema solare? Per cercare risposte bisogna acquisire dati più dettagliati e, per farlo, Dawn modificherà la sua orbita per passare più vicino a Cerere. E che dire della cometa 67P che ha passato gli ultimi 16 mesi in compagnia di Rosetta? L’analisi della sua forma bitorzoluta ha dimostrato che si tratta di un oggetto composito, formato da due pezzi distinti uniti da un ponte di materia che è la sorgente della maggior parte dei gas rilasciato dalla cometa. Gli scienziati si aspettavano di trovare anidride carbonica, acqua, ossido di carbonio ma la cometa li ha sorpresi con molecole di ossigeno che devono risalire al periodo della sua formazione, all’inizio del sistema solare. Non può essersi formato dopo perché sulla cometa non c’è nulla che possa produrre ossigeno, un elemento molto reattivo che reagisce con tutto e si consuma in fretta. Rosetta continuerà a seguire la cometa (chi volesse essere sempre aggiornato consulti il blog http://blogs.esa.int/rosetta/ ) che si sta allontanando dal Sole e poi nella prossima estate finirà la sua missione posandosi sulla cometa e diventando un ospite fisso di questo corpo celeste (che già ospita la piccola sonda Philae). Termino la lista dei successi dell’astronomia nel 2015 invitandovi ad ammirare la Luna piena che illuminerà i cieli di Natale. La luna piena natalizia è una coincidenza singolare che non si presentava dal 1977 e non si ripeterà fino al 2034. Non è nulla di eccezionale, deriva della combinazione delle ciclicità della Luna nella sua orbita intorno alla Terra (della durata di 29,5 giorni) e della Terra intorno al Sole (della durata di 365,24 giorni). E’ semplicemente l’ultima luna piena dell’anno, ma il fatto che si presenti a Natale mi offre un’ottima occasione per fare gli auguri a tutti.
di Patrizio Caraveo (INAF)

I “giganti gassosi” del Sistema Solare

Gigante gassoso (denominato anche pianeta gioviano) è un termine astronomico generico, inventato dallo scrittore di fantascienza James Blish e ormai entrato nell’uso comune, per descrivere un grosso pianeta che non sia composto prevalentemente da roccia. I giganti gassosi, in realtà, possono avere un nucleo roccioso, ed effettivamente si sospetta che un tale nucleo sia necessario per la loro formazione. La maggior parte della loro massa è tuttavia presente sotto forma di gas (oppure gas compresso in uno stato liquido). A differenza dei pianeti rocciosi, i giganti gassosi non hanno una superficie ben definita. Sono solitamente definiti giganti gassosi i pianeti con massa superiore alle 10 masse terrestri. Un oggetto con massa superiore a 70 volte quella di Giove (cioè 0,08 volte la massa del Sole) ha calore e la pressione tali al suo interno per poter innescare una reazione di fusione nucleare, che trasforma il corpo celeste in una piccola stella. Ci sono poi oggetti di massa minore ma grandi abbastanza per poter innescare la fusione del deuterio, ma non sono considerati pianeti ma nane brune. È stato assunto un limite di 13 masse gioviane oltre il quale un corpo non è più definito pianeta ma nana bruna. Non si tratta di un limite dal preciso significato fisico ma di una convenzione adottata dall’Unione astronomica internazionale, in quanto oggetti di grandi dimensioni bruceranno la maggior parte del loro deuterio e quelli più piccoli ne bruceranno solo una piccola parte.

La quantità di deuterio bruciato dipende non solo dalla massa ma anche dalla composizione del pianeta, in particolare dalla quantità di elio e deuterio presenti. L’Enciclopedia dei Pianeti Extrasolari ad esempio comprende oggetti fino a 25 masse gioviane, e la Exoplanet Data Explorer fino a 24 masse gioviane. Il sistema solare presenta quattro giganti gassosi: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Giove e Saturno sono costituiti principalmente da idrogeno ed elio, e la maggior parte della sua massa è sotto forma di idrogeno allo stato liquido o metallico, forse con un nucleo roccioso o composto da nichel e ferro. Lo strato esterno è costituito da idrogeno molecolare, che circonda uno strato di idrogeno metallico liquido, con un nucleo fuso probabilmente roccioso e, nel caso di Giove, di 12 000 chilometri di diametro. Gli strati più esterni dell’atmosfera di idrogeno sono caratterizzati da nuvole visibili generalmente composte da acqua e ammoniaca. All’interno, l’idrogeno è definito “metallico” perché la grande pressione lo trasforma in un conduttore elettrico. La composizione degli altri giganti gassosi è simile, ma Urano e Nettuno contengono al loro interno molto meno idrogeno e maggiori quantità di acqua, ammoniaca, e metano per questo sono stati definiti anche giganti ghiacciati. Nonostante la composizione interna non sia ben conosciuta, possono essere presenti anche rocce e gas, ma in misura molto minore. Poiché era ritenuto plausibile che il metano potesse dissociarsi alle altissime pressioni raggiunte nelle profondità dei due pianeti e che il carbonio vi potesse cristallizzare direttamente come diamante, alcuni astronomi ritenevano che i nuclei di Urano e Nettuno fossero composti da diamanti; tuttavia, successive ricerche hanno escluso questa eventualità. Negli strati inferiori, l’idrogeno liquido all’interno dei giganti gassosi è così compresso che diventa di natura metallica. L’ idrogeno metallico è stabile solo a tali enormi pressioni. FOTO: i quattro giganti gassosi  in un fotomontaggio che ne rispetta le dimensioni ma non le distanze; dal basso verso l’alto, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.

Campo magnetico, per la Terra è uno scudo e sugli altri pianeti cosa succede?

Il campo geomagnetico è un fenomeno naturale presente sul pianeta Terra. Esso è assimilabile al campo magnetico generato da un dipolo magnetico con poli magnetici non coincidenti con quelli geografici e non statici, e con asse inclinato di 11,5° rispetto all’asse di rotazione terrestre. Le ipotesi sulle origini di questo campo sono numerose, ma oggi le teorie sono orientate verso un modello analogo a quello di una dinamo ad autoeccitazione. Anche altri corpi celesti, come il Sole o Giove, generano un loro campo magnetico. Il campo geomagnetico è stato il primo campo terrestre ad essere teorizzato e descritto. La sua scoperta è attribuita alle osservazioni di Pierre de Maricourt, scienziato francese del XIII secolo, riportate nella sua Epistola de magnete (Lettera sul magnete), scritta nel 1269. Il campo geomagnetico causa numerosi effetti facilmente sperimentabili, ad esempio l’aurora polare è generata dall’interazione tra il vento solare e la magnetosfera. Il magnetismo terrestre ha inoltre una notevole importanza per la vita sulla Terra: esso si estende per svariate decine di migliaia di chilometri nello spazio, formando una zona chiamata magnetosfera, la cui presenza genera una sorta di “scudo” elettromagnetico che devia i raggi cosmici e tutte le particelle cariche, riducendo la quantità che raggiunge il suolo dando origine alle fasce di Van Allen.

Mercurio

Proprio l’ultimo giorno di aprile del 2015, la sonda Messenger della NASA ha completato le sue operazioni schiantandosi sulla superficie di Mercurio. La sonda ha rivelato che il nucleo di ferro del pianeta ha generato un campo magnetico per gli ultimi 3.8 milioni di anni circa, rendendolo potenzialmente tra i più duraturi dei pianeti del sistema solare. Prima di schiantarsi deliberatamente sulla superficie di Mercurio la scorsa settimana, Messenger si è tenuta a debita distanza per la maggior parte della sua missione quadriennale, compiendo un’orbita altamente ellittica che la poneva ad una distanza minima di 200 km dalla superficie bruciata del pianeta. Nei mesi prima del suo tuffo, ha spiralizzato sempre più prossima alla superficie, per poi andare in picchiata fino a circa 15 km sopra di essa. Questo le ha consentito di avere una veduta ravvicinata del campo magnetico del pianeta. Gli astronomi sapevano già che Mercurio avesse un campo magnetico di intensità pari ad un centesimo di quello della Terra, e che la rotazione del ferro liquido nel nucleo genera il campo magnetico, proprio come avviene dentro la Terra. Ma quando Messenger si è ritrovata ad un’altitudine di circa 100 km, ha scorto un ulteriore traccia magnetica provenire dalle rocce sulla superficie.

Freddi magneti

“E’ come avere un piccolo reticolo di magneti refrigeranti”, dice Catherine Johnson dell’University of British Columbia di Vancouver, in Canada. “Abbiamo sorvolato quest’area 20, 30 volte prima di adesso, e non avevamo mai visto tutto ciò. Non saremmo stai in grado di rilevare questi segnali se non avessimo sorvolato il pianeta molto da vicino.” Il segnale è cambiato da non-esistente ad un’altitudine di 150 km a dominante a 15 km. Questo ha confermato che esso proviene necessariamente dalla crosta esterna, e che non può essere prodotto dal campo magnetico del nucleo interagente con le particelle cariche provenienti dal Sole, il che avrebbe prodotto invece un segnale considerevole già ad altitudini maggiori. Il magnetismo al livello più alto è stato trovato dove il suolo risulta avere tra 3.7 e 3.9 miliardi di anni, sulla base della craterizzazione della superficie – le rocce più antiche sono quelle più butterate da crateri. Le rocce diventano magnetiche a causa del campo magnetico planetario quando sono ancora fuse, poichè questo campo si blocca al loro interno quando esse si raffreddano e solidificano. La presenza di magnetismo di questa età al livello del suolo ci suggerisce pertanto che Mercurio abbia avuto un campo magnetico già 3.9 miliardi di anni fa – quasi quanto l’intera durata della sua storia di 4.5 miliardi di anni. Se tale campo così antico ha persistito fino ad oggi, renderebbe Mercurio il pianeta con i campi magnetici più duraturi conosciuti nel sistema solare. La traccia più antica del campo magnetico della Terra si colloca infatti a 3.5 miliardi di anni. Ma Messenger non può raccontarci l’intera storia del campo magnetico di Mercurio, fa notare Hao Cao del California Institute of Technology a Pasadena. “Non sappiamo attualmente se Mercurio abbia sempre avuto un campo magnetico nell’arco dei 3.8 miliardi di anni,” egli afferma. “Questo è un grande enigma. Potrei tranquillamente immaginare che all’inizio Mercurio avesse un campo magnetico, e che poi per la maggior parte della sua vita non lo abbia avuto, per poi ritornare ad avere un campo magnetico come quello che osserviamo adesso solo in tempi recenti.” Il prossimo visitatore di Mercurio, un satellite Giapponese-Europeo chiamato BepiColombo, potrebbe risolvere l’enigma se riuscirà ad ottenere mappe globali più dettagliate dei campi magnetici della crosta, dopo che arriverà in sito nel 2024. (Astronomia.com)

Venere

Nel 1967 Venera-4 ha scoperto che Venere possiede un campo magnetico molto più debole di quello terrestre. Questo campo magnetico viene generato da un’interazione tra la ionosfera e il vento solare, contrariamente a quanto avviene nel caso del nostro pianeta il cui campo nasce dall’effetto dinamo delle correnti convettive all’interno del mantello. Il campo venusiano si dimostra essere troppo debole per fornire una adeguata protezione dal vento solare. Le particelle dell’alta atmosfera vengono infatti continuamente strappate al campo gravitazionale del pianeta per disperdersi nello spazio. La mancanza di un campo magnetico intrinseco a Venere è un dato sorprendente, visto che è simile alla Terra per dimensioni, e inizialmente si era previsto anche per questo pianeta un effetto dinamo all’interno del mantello. Una dinamo richiede tre cose: un liquido conduttivo, la rotazione del nucleo e la convezione. Il nucleo è ipotizzato elettricamente conduttivo e, nonostante la lentezza della rotazione, le simulazioni mostrano che questa sarebbe sufficiente per produrre una dinamo. Questo implica che la dinamo manca a causa dell’assenza di convezione. Sulla Terra la convezione si verifica nel mantello a causa della temperatura inferiore di questo rispetto a quella del nucleo. Su Venere un evento di rifacimento globale può avere interrotto la tettonica a zolle e quindi eliminato le correnti convettive. Ciò ha causato l’innalzamento della temperatura del mantello e ridotto così il flusso di calore proveniente dal nucleo. Come risultato non c’è una geodinamo interna che può produrre un campo magnetico. Una possibilità è che Venere non abbia un nucleo interno solido o che non ci sia un gradiente di temperatura all’interno in modo che tutta la parte liquida del nucleo sia approssimativamente alla stessa temperatura. Un’altra possibilità è che il suo nucleo sia già completamente solidificato. Lo stato del nucleo dipende in larga misura dalla concentrazione di zolfo che non è attualmente nota.

Marte

Il nucleo di Marte è composto principalmente da ferro con il 14-17% di solfuro ferroso e si estende per un raggio di circa 1480 km. Molto probabilmente il nucleo non è liquido, ma allo stato viscoso; di conseguenza Marte non presenta un campo magnetico apprezzabile né attività geologica di rilievo. Questo comporta la mancanza di protezione del suolo del pianeta dall’attività di particelle cosmiche ad alta energia; tuttavia la maggiore distanza dal Sole rende meno violente le conseguenze della sua attività. Anche se Marte non dispone di un campo magnetico intrinseco, è possibile provare che parti della sua crosta siano state magnetiche e che si sia avuta una polarità alternata attorno ai suoi due poli. Una teoria, pubblicata nel 1999 e rivista nel 2005 assieme alle ricerche del Mars Global Surveyor, deduce dal paleomagnetismo marziano che fino a circa 4 miliardi di anni fa esistevano movimenti tettonici su Marte e la loro scomparsa è la causa di una magnetosfera quasi inesistente

Giove

Giove possiede un campo magnetico di grande intensità, circa 12 volte più grande di quello del nostro pianeta, e il suo asse magnetico è inclinato di circa 11° rispetto a quello di rotazione. L’esistenza di un campo magnetico è spiegata dalla presenza nell’interno di Giove di idrogeno metallico fluido che, essendo un buon conduttore e ruotando a forte velocità, genera campi magnetici. Le caratteristiche del campo sono simili a quelle del campo magnetico terrestre: anche qui abbiamo due poli, ma invertiti; per cui l’ago di una bussola su questo gigante gassoso indicherebbe il sud e non il nord. Anche per Giove è il vento solare a creare la magnetosfera, che è formata da una zona in cui sono assenti le cariche elettriche (magnetopausa), un disco di plasma e una coda magnetica che arriva fino a Saturno. (Gruppo Astrofili Pescaresi)

Saturno

L’esistenza della magnetosfera di Saturno è stata accertata dalla sonda Pioneer 11 nel 1979. Di semplice forma simmetrica la sua intensità all’equatore è di 0,2 gauss circa un ventesimo di quello di Giove, e anche leggermente più debole del campo magnetico terrestre. Quando la Voyager 2 entrò nella magnetosfera di Saturno, l’intensità del vento solare era alta e la magnetosfera si estendeva solo fino a 19 raggi saturniani, o 1,1 milioni di chilometri. La sua origine, come per il pianeta Giove, è dovuta allo strato di idrogeno liquido all’interno del pianeta, ove si producono frequenti scariche elettriche, ed alla elevata velocità di rotazione. Un altro fattore che spiega la sua debole magnetosfera deriva dall’orientamento della stessa, che è quasi coincidente con l’asse di rotazione del pianeta, con uno scarto di solo 1° (contro i 10° di Giove). La magnetosfera è composta da fasce di radiazione a forma di toroide nelle quali si ritrovano elettroni e nuclei atomici ionizzati. Il tutto si estende per oltre 2 milioni di km e anche oltre nella direzione opposta a quella del Sole. L’interazione tra la magnetosfera e la ionosfera provoca aurore polari che circondano i poli. Queste aurore sono state fotografate anche dal telescopio spaziale Hubble. Altre interazioni dovute al campo magnetico sono state osservate tra i suoi satelliti: una nube composta da atomi di idrogeno che va dall’orbita di Titano fino all’orbita di Rea e un disco di plasma, anche questo formato da idrogeno e ioni di ossigeno, che si estende dall’orbita di Teti fino quasi all’orbita di Titano.

Urano

Solo grazie alla sonda Voyager 2 è stato possibile scoprire l’esistenza del campo magnetico di Urano con una intensità 50 volte maggiore quella del campo magnetico terrestre, in conseguenza della sua rapida rotazione. La sua principale caratteristica è quella di essere inclinato di 55° rispetto all’asse di rotazione mentre per tutti gli altri pianeti lo stesso angolo non supera mai i 10°. Ne consegue che i poli magnetici invece di trovarsi (come ad esempio sulla Terra) ai poli nord e sud si trovano vicini all’equatore. Come per gli altri pianeti l’origine del campo magnetico è dovuta all’effetto dinamo causato dalla rapida rotazione dei fluidi negli strati interni. La magnetosfera di Urano non presenta proprietà particolari, rispetto a quelle degli altri pianeti, salvo il fatto che tutti i satelliti e gli anelli passano attraverso di essa che ruota con lo stesso periodo del pianeta. È possibile che il campo magnetico di Urano sia in parte di origine fossile ed in parte di origine interna. In altri termini in esso si troverebbe traccia del campo magnetico presente nella nebulosa da cui ha tratto origine il Sistema Solare. (stelle.bo.astro.it/archivio).

Nettuno

Viaggiando verso Nettuno il Voyager 2, poco prima dell’arrivo in prossimità del pianeta, registrò impulsi radio che si ripetevano ogni 16.11 ore. Si trattava di emissione radio dovuta alle particelle cariche intrappolate nel campo magnetico di Nettuno. La periodicità di 16.11 ore rappresentava il vero periodo di rotazione del pianeta (poi confermato dalle osservazioni dei dettagli visibili sulla superficie del pianeta). Il campo magnetico di Nettuno è inclinato di 47° rispetto all’asse di rotazione. Ne consegue che la sorgente del campo magnetico non si trova al centro del pianeta ma molto spostata, quasi a metà tra centro e superficie. Questi risultati suggeriscono che il campo magnetico sia originato all’interno di un mantello fluido che circola attorno ad un nucleo solido. L’intensità è circa la metà del campo magnetico di Urano. Nella magnetosfera le particelle cariche hanno una densità minore di 2 particelle per cm3 mentre per Urano è di 6 particelle per cm3 e per Giove di 6000 particelle per cm3. (stelle.bo.astro.it/archivio)

 

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