Un nuovo gruppo di oggetti congelati, che orbitano attorno al sole oltre il lontano Cintura di Kuiper, è stato scoperto dal telescopio Subaru, in collaborazione con la missione New Horizons della NASA per identificare nuovi obiettivi da esplorare. “Se ciò venisse confermato, sarebbe una scoperta straordinaria,” ha dichiarato Fumi Yoshida, dell’Università delle Scienze della Salute sul Lavoro e Ambientali e del Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology, in una dichiarazione. Subaru, un telescopio da 8 metri (26 piedi) situato sulla Mauna Kea alle Hawaii, collabora con New Horizons dall’inizio della missione nel 2006 verso Plutone, che il veicolo spaziale ha sorvolato nel 2015. Da quel momento, New Horizons ha tracciato un percorso attraverso la Cintura di Kuiper, una regione a forma di anello di corpi cometari ghiacciati oltre l’orbita di Nettuno, a distanze comprese tra 33 e 55 unità astronomiche (UA). Un’unità astronomica equivale alla distanza media della Terra dal sole, pari a 149,6 milioni di chilometri (93 milioni di miglia). Quando Subaru iniziò a cercare oggetti nella Cintura di Kuiper nel 2004 come potenziali obiettivi per New Horizons, il telescopio si trovò di fronte a una sfida. In quel periodo, Plutone e la zona del sistema solare verso cui New Horizons si dirigeva erano nella costellazione del Sagittario, che presenta il denso centro della Via Lattea come sfondo, rendendo difficile identificare gli oggetti della Cintura di Kuiper tra le numerose stelle di fondo. In quel frangente, Subaru identificò solo 24 oggetti della Cintura di Kuiper, tutti troppo lontani perché New Horizons potesse raggiungerli o osservarli con le sue telecamere dopo aver lasciato Plutone. (Arrokoth, un oggetto della Cintura di Kuiper che New Horizons ha visitato il 1° gennaio 2019, è stato scoperto dal Telescopio Spaziale Hubble.)
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Ora, però, Plutone e quella parte del sistema solare si sono allontanati dallo sfondo della Via Lattea per entrare in una regione del cielo notturno meno affollata. Con la sua Hyper Suprime-Cam (HSC), Subaru ha scoperto 239 oggetti della Cintura di Kuiper dal 2020. La maggior parte di questi sono oggetti regolari della Cintura di Kuiper, ma alcuni sembrano essere davvero speciali. “La parte più interessante dell’HSC è stata la scoperta di 11 oggetti a distanze oltre la Cintura di Kuiper conosciuta,” ha affermato Yoshida.
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Questo nuovo gruppo di oggetti non è solo un’estensione della Cintura di Kuiper. Sembra esserci un intervallo tra 55 UA e 70 UA dove non sono ancora stati trovati oggetti, e poi una seconda cintura — chiamiamola “Cintura di Kuiper 2” — tra 70 e 90 UA, che si trova a una distanza di 13,5 miliardi di chilometri (8,4 miliardi di miglia) dal sole. Per fare un confronto, Nettuno si trova a 30 UA e New Horizons attualmente è a 60 UA dal sole, mentre le sonde Voyager 1 e Voyager 2 della NASA si trovano rispettivamente a 164,7 e 137,6 UA dal sole, nel vuoto interstellare.
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Un grafico mostra il numero di oggetti della Cintura di Kuiper rispetto alla loro distanza dal sole. I 11 nuovi oggetti sembrano formare una seconda Cintura di Kuiper, con un intervallo tra 55 e 70 UA. (Crediti immagine: Wesley Fraser) L’architettura del sistema solare, inclusi la cintura degli asteroidi e la Cintura di Kuiper, è stata determinata dai processi che hanno formato i pianeti, compreso come il giovane Giove si sia spostato attraverso il sistema, disperdendo corpi più piccoli. “Penso che la scoperta di oggetti distanti e la determinazione della loro distribuzione orbitale siano importanti come punto di partenza per comprendere la storia della formazione del sistema solare, confrontandola con sistemi esoplanetari e comprendendo la formazione dei pianeti in generale,” ha detto Yoshida.
La scoperta di questa nuova popolazione di corpi non è del tutto inaspettata. Lo strumento Student Dust Counter a bordo di New Horizons continua a rilevare impatti da particelle di polvere, anche se il tasso di impatti dovrebbe diminuire man mano che New Horizons lascia la Cintura di Kuiper. La continua presenza di polvere suggerisce che provenga da una popolazione di corpi più lontani. Inoltre, New Horizons ha assistito a occultazioni stellari inspiegabili — quando un oggetto passa davanti a e blocca brevemente la luce di una stella distante — che potrebbero essere il risultato di oggetti in questa recentemente scoperta ‘Cintura di Kuiper 2’ più distante. Inoltre, osservazioni di dischi protoplanetari attorno ad altre stelle, come quelle viste da ALMA, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Cile, mostrano chiaramente regioni estese e numerose cinture e spazi vuoti nella regione oltre dove si trova la Cintura di Kuiper nel nostro sistema solare. “La Cintura di Kuiper del nostro sistema solare è sembrata a lungo molto piccola rispetto a molti altri sistemi planetari, ma i nostri risultati suggeriscono che questa idea potrebbe essere emersa a causa di un bias osservativo,” ha affermato Wes Fraser del Consiglio Nazionale di Ricerca del Canada, che ha guidato le nuove scoperte. “Quindi forse, se questo risultato viene confermato, la nostra Cintura di Kuiper non è affatto così piccola e insolita rispetto a quelle attorno ad altre stelle.”
Poiché la Cintura di Kuiper sembrava piccola, una teoria era che la nebulosa solare che formò il nostro sistema planetario fosse stata più piccola del normale. La scoperta di questa Cintura di Kuiper 2 suggerisce che ciò non fosse necessariamente il caso. “La nebulosa solare primordiale era molto più grande di quanto si pensasse precedentemente, e ciò potrebbe avere implicazioni per lo studio del processo di formazione dei pianeti nel nostro sistema solare,” ha dichiarato Yoshida.
Gli astronomi continueranno a utilizzare Subaru per monitorare i 11 oggetti in questa nuova cintura per definire meglio le loro orbite. Dato che sono stati trovati in una piccola regione dello spazio, probabilmente sono solo la punta dell’iceberg e suggeriscono una popolazione molto più ampia. La loro scoperta è un’ulteriore prova che c’è ancora molto da scoprire nelle profondità estreme del sistema solare esterno, inclusa la possibilità di nuovi pianeti nano e persino dell’ipotetico Pianeta Nove. “Questa è una scoperta rivoluzionaria che rivela qualcosa di inaspettato, nuovo ed eccitante nelle remote zone del sistema solare,” ha affermato Alan Stern, che è il ricercatore principale della missione New Horizons. “Questa scoperta probabilmente non sarebbe stata possibile senza le capacità di livello mondiale dell’Osservatorio Subaru.” I risultati saranno pubblicati nel Planetary Science Journal e sono attualmente disponibili come preprint.