Un corpo roccioso e ghiacciato delle dimensioni di Rhode Island sta giocando seguendo il leader con il settimo pianeta dal Sole, sfrecciando lungo l'orbita di Urano un sesto di una rivoluzione davanti al pianeta. Il corpo, temporaneamente soprannominato QF99 del 2011, è il primo del suo genere trovato in cerchio con Urano. I ricercatori che riportano sulla rivista Science documentano il suo rilevamento e mostrano che probabilmente non è solo, promettendo un quadro più chiaro del gioco di flipper celeste in corso nei confini esterni del sistema solare.
Migliaia di corpi posizionati in modo simile sono noti intorno a Giove; sono chiamati Trojan perché ognuno prende il nome da un personaggio mitologico nella guerra di Troia. Ma gli scienziati avevano creduto che l'attrazione gravitazionale attorno a Urano e Saturno , in particolare l'attrazione di Giove, rendesse improbabili compagni simili lì.
Cosa sono esattamente i Trojan? La loro storia risale al 18 ° secolo, quando un famoso matematico di nome Joseph-Louis Lagrange scrisse un saggio sul problema di tre corpi, identificando cinque posizioni in cui gli effetti gravitazionali di un corpo in orbita attorno a un altro corpo (si pensi al sistema Terra-Luna come un singolo corpo che circonda il Sole) consentirebbe a un terzo corpo più piccolo di rimanere in equilibrio. Quando si trova in uno di questi cinque punti Lagrange, il terzo corpo sembrerebbe stazionario rispetto agli altri due. Tre di queste cinque posizioni, chiamate L1, L3 e L3, sarebbero instabili - se il terzo corpo si allontanasse leggermente da una di queste posizioni, non potrebbe mai riprendersi dal passo falso. L1 e L2 sono posizioni ideali per posizionare satelliti artificiali che studiano il Sole e lo spazio, sebbene le traiettorie dei veicoli spaziali debbano essere costantemente modificate in modo da rimanere in questi punti.
Il sistema Sole-Terra ha cinque punti di Lagrange in cui una terza massa più piccola può rimanere stazionaria rispetto al Sole e alla Terra. L2 è la futura dimora del James Webb Space Telescope, che si affaccia sull'universo. Immagine via NASA / WMAP Science Team
Ma in due punti di Lagrange, soprannominati L4 e L5, il corpo verrebbe tirato indietro a prescindere dal modo in cui si spostava, facendolo oscillare attorno al punto come una ginnasta su un'asta alta. In effetti, corpi multipli - molte migliaia - potrebbero danzare attorno a ciascun punto all'interno di una regione allungata di stabilità che contorna il percorso orbitale del pianeta. Uno di questi punti si trova 60 gradi più avanti su quel percorso orbitale e altri 60 gradi dietro.
Altri sistemi a tre corpi hanno gli stessi punti di equilibrio e nel 1906 gli astronomi hanno trovato un asteroide nella regione L4 dell'orbita di Giove attorno al Sole, nominando il corpo Achille. Negli anni seguenti, furono scoperti altri asteroidi di Troia attorno a L4 e L5 di Giove e, più recentemente, troiani sono stati trovati lungo le orbite di altri pianeti, tra cui Marte, Nettuno e persino della Terra.
Ma nessuno si era presentato per Urano o Saturno - fino ad ora. Nell'ambito di un sondaggio Telescopio Canada-Francia-Hawaii progettato per la ricerca di piccoli corpi in orbita oltre il pianeta più lontano, Nettuno, un team di astronomi ha individuato il QF99 del 2011 in tre immagini scattate a un'ora di distanza sulla stessa macchia di cielo. La luminosità dell'oggetto suggeriva che era larga 60 chilometri e la sua orbita lo fissava distante quanto Urano, ma ulteriori osservazioni nel 2011 e 2012 lo distinguevano da un Centauro, un corpo ghiacciato instabile che orbita attorno al Sole e occasionalmente attraversa, ma non segue o piombo, orbite planetarie. Lo studio del team ha mostrato che il QF99 del 2011 si stava esaurendo davanti a Urano come un cane al guinzaglio: era un Trojan L4.
"Un trojan uraniano non è stato al centro del nostro sondaggio", afferma Mike Alexandersen, astronomo dell'Università della British Columbia. "Quando ci siamo resi conto di cosa fosse, eravamo come 'Whoa, wow.'"
A differenza della maggior parte degli altri Trojan conosciuti, che hanno adottato le loro posizioni attuali durante la formazione del sistema solare, il QF99 del 2011 è stato probabilmente prima un centauro e successivamente è stato catturato a L4, catturato mentre trapelava verso l'interno da distanze più lontane. Analisi numeriche dei dettagli dell'orbita del QF99 del 2011 suggeriscono che rimarrà come Trojan per 70.000 anni prima, dopo circa un milione di anni, si sposta oltre la regione di stabilità L4 e si ricongiunge ai Centauri.
Il QF99 del 2011, quindi, è un Trojan temporaneo. E le simulazioni di Alexandersen e del suo team , riportate per la prima volta nel nuovo documento , rilevano che il QF99 del 2011 non è solo. Circa il 3 percento dei piccoli corpi nel sistema solare esterno condivide un'orbita con Nettuno o Urano in un dato momento. "Ci sono molti asteroidi e comete che volano intorno al sistema solare e molti attraversano le orbite dei pianeti e solo una piccola parte viene catturata", dice. Capture è “un evento a bassa probabilità. Intuitivamente, abbiamo pensato che avesse una probabilità ancora inferiore. "
Mentre i Trojan più permanenti hanno molto da dire sullo spintone primordiale, i Trojan temporanei - compresi altri scoperti in orbita con Nettuno e Terra - potrebbero rivelare informazioni sulla quantità di I centauri che popolano il Nether raggiungono, esattamente come sono arrivati lì e quali percorsi seguono.
"Questi oggetti instabili, i centauri, spesso diventano comete della famiglia di Giove, molti dei quali si avvicinano alla Terra e potrebbero, eventualmente, costituire una minaccia di impatto", afferma Jonti Horner, un astronomo dell'Università del New South Wales che non era coinvolto nello studio. "Essere in grado di studiare quegli oggetti quando sono lontani dal Sole, e quindi non nascosti da un coma cometario, può dirci molto sulle comete e su altri oggetti che possono minacciare la Terra."
"È una scoperta davvero entusiasmante per me e per le altre persone che osservano i piccoli corpi del sistema solare", ha aggiunto.
Alexandersen, che rileva che il rischio di impatto è estremamente basso, afferma che i risultati parlano di quanto resta ancora da sapere sul nostro sistema solare. Prevede che ne verrà rivelato di più man mano che gli astronomi continuano a rilevare oggetti sempre più piccoli. "Se esiste un Trojan da 60 chilometri, probabilmente ci sono dozzine di Trojan da un chilometro", afferma. "Non possiamo ancora vederli."
