Il termine "pianeta nano" ha guadagnato una popolarità inaudita negli ultimi due anni. Come parte di una categorizzazione a tre vie degli oggetti in orbita attorno al Sole, questo termine è stato adottato nel 2006 a causa della scoperta di oggetti oltre l'orbita di Nettuno, di dimensioni paragonabili a Plutone. Da allora, è stato utilizzato per descrivere molti oggetti nel sistema solare, ribaltando il vecchio sistema di classificazione, che aveva nove pianeti.
Inoltre, questo termine ha generato confusione e controversia, in particolare, associate alla sua applicazione a corpi come Plutone. Tuttavia, l'Unione Astronomica Internazionale (IAU) riconosce cinque corpi all'interno del nostro sistema solare come pianeti nani, altri sei saranno identificati nei prossimi anni e circa 200 di questi corpi potrebbero trovarsi all'interno della fascia di Kuiper.
Definizione
Secondo la definizione adottata dalla IAU nel 2006, un pianeta nano è “un corpo celeste in orbita attorno a una stella che è abbastanza massiccio da essere arrotondato dalla sua stessa gravità, ma non cancella la regione più vicina dai planetesimi, e non è un satellite. Inoltre, deve avere una massa sufficiente per superare la resistenza alla compressione e raggiungere l'equilibrio idrostatico."
In sostanza, il termine si riferisce a qualsiasi oggetto di massa planetaria che non sia né un pianeta né un satellite naturale che soddisfi due criteri di base. Primo, deve essere in orbita diretta del Sole e non essere la luna attorno a un altro corpo. In secondo luogo, deve essere abbastanza massiccio da assumere una forma sferica sotto l'influenza della propria gravità. E, a differenza di un pianeta, non deve pulire l'ambiente intorno alla sua orbita.
Dimensioni e peso
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Perché un corpo si possa arrotondare, deve essere abbastanza massiccio perché la gravità diventi la forza dominante che influenza la forma del corpo. La pressione interna generata da questa massa farà sì che la superficie diventi plastica, levigando i grattacieli e riempiendo le depressioni. I piccoli corpi di diametro inferiore a un chilometro non lo fanno (come gli asteroidi), sono controllati da forze esterne alle proprie forze gravitazionali, che tendono a mantenere forme irregolari.
I più grandi oggetti transnettuniani conosciuti (TNO)
Nel frattempo, corpi di diversi chilometri di diametro - quando la gravità è significativa, ma non dominante - assumono la forma di uno sferoide o di una "patata". Più grande è il corpo, maggiore è la sua pressione interna fino a quando non diventa sufficiente a superare la forza di compressione interna e raggiungere l'equilibrio idrostatico. A questo punto, il corpo diventa il più rotondo possibile, dati i suoi effetti di rotazione e di marea. Questa è la definizione del limite di un pianeta nano.
Tuttavia, la rotazione può anche influenzare la forma del pianeta nano. Se il corpo non ruota, sarà una sfera. Più velocemente gira, più allungato o versatile diventerà. Un esempio estremo di questo è Haumea, che è lungo quasi il doppio sull'asse principale rispetto ai poli. Le forze di marea fanno sì che la rotazione del corpo venga gradualmente bloccata in modo tidale e il corpo rimane su un lato del compagno. Un esempio estremo di un tale sistema è Plutone-Caronte, entrambi i corpi sono saldamente chiusi tra loro.
L'IAU non determina i limiti superiore e inferiore per le dimensioni e la massa dei pianeti nani. Sebbene il limite inferiore sia determinato dal raggiungimento di una forma idrostatica di equilibrio, la dimensione o la massa alla quale questo oggetto raggiunge quella forma dipende dalla sua composizione e dalla storia termica.
Ad esempio, corpi costituiti da silicati duri (come asteroidi rocciosi) devono raggiungere l'equilibrio idrostatico con un diametro di circa 600 chilometri e una massa di 3,4 x 10 ^ 20 kg. Per una carrozzeria meno rigida fatta di ghiaccio d'acqua, questo limite sarà più vicino a 320 km e 10 ^ 19 kg. Di conseguenza, attualmente non esiste uno standard specifico per definire un pianeta nano in base alle sue dimensioni o alla sua massa, ma invece è solitamente definito in base alla sua forma.
Posizione orbitale
Oltre all'equilibrio idrostatico, molti astronomi hanno insistito per tracciare una linea tra pianeti e pianeti nani sulla base della loro incapacità di "cancellare le vicinanze della loro orbita". In breve, i pianeti possono rimuovere corpi più piccoli vicino alle loro orbite attraverso collisioni, catture o perturbazioni gravitazionali, mentre i pianeti nani non hanno la massa necessaria per raggiungere questo obiettivo.
Per calcolare la probabilità che un pianeta cancelli la sua orbita, gli scienziati planetari Alan Stern e Harold Levinson hanno presentato un parametro che denotano con la lettera "lambda".
Questo parametro esprime la probabilità di una collisione in base alla deviazione data dell'orbita dell'oggetto. Il valore di questo parametro nel modello di Stern è proporzionale al quadrato della massa e inversamente proporzionale al tempo e può essere utilizzato per stimare il potenziale di un corpo di liberare le vicinanze della sua orbita.
Astronomi come Stephen Soter, uno scienziato della New York University e un collega dell'American Museum of Natural History, suggeriscono di utilizzare questo parametro per tracciare una linea tra pianeti e pianeti nani. Soter ha anche proposto un parametro che chiama discriminante planetario - indicato con la lettera mu - che viene calcolato dividendo la massa di un corpo per la massa totale di altri oggetti nella stessa orbita.
Riconosciuti e possibili pianeti nani
Attualmente ci sono cinque pianeti nani: Plutone, Eris, Makemake, Haumea e Cerere. Cerere e Plutone da soli sono stati osservati abbastanza da essere indiscutibilmente in questa categoria. L'IAU ha stabilito che gli oggetti transnettuniani senza nome (TNO) con una magnitudine assoluta più luminosa di +1 (e matematicamente limitati a un diametro minimo di 838 km) dovrebbero essere classificati come pianeti nani.
I potenziali candidati attualmente allo studio includono Orc, 2002 MS4, Salazia, Kwavar, 2007 OR10 e Sedna. Tutti questi oggetti si trovano nella fascia di Kuiper; con l'eccezione di Sedna, che è considerata separatamente - una classe separata di TNO dinamici nel sistema solare esterno.
È possibile che ci siano altri 40 oggetti nel sistema solare che possono essere giustamente designati pianeti nani. Si stima che fino a 200 pianeti nani possano essere trovati nella cintura di Kuiper dopo averla studiata, e oltre questa cintura, il loro numero potrebbe superare i 10.000.
Disaccordi
Immediatamente dopo la decisione della IAU sulla definizione del pianeta, diversi scienziati hanno espresso il loro disaccordo. Mike Brown (leader del gruppo Caltech che ha scoperto Eris) accetta di ridurre il numero di pianeti a otto. Tuttavia, un certo numero di astronomi come Alan Stern hanno criticato la definizione della IAU.
Stern sostiene che, come Plutone, Terra, Marte, Giove e Nettuno, non cancellano completamente le loro zone orbitali. La Terra gira intorno al Sole con 10.000 asteroidi vicini alla Terra, che secondo Stern contraddicono la cancellazione dell'orbita terrestre. Giove, nel frattempo, è accompagnato da 100.000 asteroidi troiani nel suo percorso orbitale.
Nel 2011, Stern si riferiva a Plutone come a un pianeta e considerava altri pianeti nani come Cerere ed Eris, così come le grandi lune, come pianeti complementari. Tuttavia, altri astronomi sostengono che sebbene i grandi pianeti non cancellino le loro orbite, hanno il controllo completo sulle orbite di altri corpi all'interno della loro zona orbitale.
Un'altra applicazione controversa della nuova definizione di pianeti riguarda i pianeti al di fuori del sistema solare. I metodi per rilevare oggetti extrasolari non determinano direttamente se un oggetto supera l'orbita, ma solo indirettamente. Di conseguenza, nel 2001, l'IAU ha approvato definizioni "funzionanti" separate per pianeti extrasolari, incluso questo dubbio criterio: "La massa / dimensione minima richiesta per considerare un oggetto extrasolare un pianeta deve corrispondere ai parametri accettati per il sistema solare".
Sebbene non tutti i membri della IAU fossero favorevoli all'adozione di questa definizione di pianeti e pianeti nani, la NASA ha recentemente annunciato che utilizzerà le nuove linee guida stabilite dalla IAU. Tuttavia, il dibattito sulla decisione del 2006 non si è ancora interrotto e possiamo ben aspettarci ulteriori sviluppi su questo fronte quando verranno scoperti e identificati più "pianeti nani".
È abbastanza facile definire un pianeta nano secondo gli standard IAU, ma inserire il sistema solare in un sistema di classificazione a tre livelli diventerà più difficile man mano che la nostra comprensione dell'universo si espande.
Ilya Khel
