(Adnkronos) – Svelati nuovi misteri dello spazio estremo. L’Agenzia Spaziale Europea ha annunciato che il telescopio spaziale Cheops ha scoperto un anello inaspettato attorno al pianeta nano Quaoar, uno simile ai famosi anelli di Saturno. La scoperta – avvenuta anche grazie a tecnologie spaziali italiane realizzate da Leonardo – ha sorpreso anche gli scienziati perché il pianeta nano Quaoar fa parte di una raccolta di piccoli mondi distanti noti come oggetti transnettuniani (Tno) e di cui ad oggi se ne conoscono circa 3000. I Tno si trovano nella parte esterna del Sistema Solare, oltre l’orbita del pianeta Nettuno, ed i più grandi sono Plutone ed Eris. Con un raggio stimato di 555 chilometri, Quaoar si colloca intorno al numero sette nell’elenco delle dimensioni ed è orbitato da una piccola luna chiamata Weywot, di circa 80 chilometri di raggio.
L’Agenzia Spaziale Europea sottolinea che studiare questi pianeti nani è difficile a causa delle loro piccole dimensioni e delle loro distanze estreme e che Quaoar orbita attorno al Sole a quasi 44 volte la distanza Sole-Terra. Di qui anche l’importanza dell’osservazione annunciata oggi. L’anello inaspettato osservato attorno al pianeta nano Quaoar è stato scoperto attraverso una serie di osservazioni avvenute tra il 2018 e il 2021. Usando una collezione di telescopi terrestri e il telescopio spaziale Cheope, gli astronomi hanno osservato Quaoar attraversare una successione di stelle lontane, bloccando brevemente fuori la loro luce mentre passava. Questo evento, continua l’Esa, è noto come occultazione.
Lanciato nel dicembre 2019 per osservare esopianeti
, pianeti al di fuori del nostro sistema solare, la scoperta di Cheops dell’Esa parla anche italiano. Cheops scruta infatti lo spazio anche grazie a sofisticati ‘occhi’ progettati e costruiti da Leonardo. Il telescopio spaziale di Cheops, su commissione dell’Agenzia Spaziale Italiana (Asi), è infatti stato progettato e costruito nello stabilimento del colosso italiano dell’aerospazio Leonardo a Campi Bisenzio (Firenze), dove ingegneri, fisici e tecnici specializzati hanno realizzato lo strumento secondo i requisiti definiti dai ricercatori Inaf di Padova e Catania (Oapd e Oact), in collaborazione con l’Università di Berna. In particolare, Leonardo – insieme al contributo di piccole e medie imprese – ha curato la realizzazione del sistema ottico del telescopio, basato su specchi asferici, e dell’ottica di collimazione sul piano focale (specchio e lenti).
Gli scienziati dell’Esa sottolineano che osservare come la luce della stella occultata cade fornisce informazioni sulle dimensioni e sulla forma dell’oggetto occultante e può rivelare se l’oggetto intermedio ha o meno un’atmosfera. In questo caso, gocce più piccole prima e dopo l’occultazione principale hanno tradito la presenza di materiale in orbita intorno a Quaoar. E le occultazioni sono strumenti particolarmente preziosi per gli studiosi perché fino a poco tempo fa era difficile prevedere esattamente quando e dove si sarebbero svolti. Affinché si verifichi un’occultazione, l’allineamento tra l’oggetto occultante (qui il Tno), la stella e il telescopio osservatore deve essere estremamente preciso, spiegano gli scienziati dell’Esa ricordando che in passato, era quasi impossibile soddisfare i severi requisiti di accuratezza per essere certi di vedere un evento. Per questo, per perseguire questo obiettivo, è stato creato il progetto Lucky Star del Consiglio europeo della ricerca, coordinato da Bruno Sicardy, Università della Sorbona e Osservatorio di Parigi – Psl (Lesia), per prevedere le imminenti occultazioni da parte dei Tno-oggetti transnettuniani e per coordinare l’osservazione di questi eventi da osservatori professionali e amatoriali in tutto il mondo.
Recentemente, il numero di occultazioni stellari osservate è aumentato e in gran parte ciò è dovuto al contributo dei dati della missione Gaia di mappatura stellare dell’Esa. Il veicolo spaziale ha fornito una precisione così sbalorditiva nelle sue posizioni stellari che le previsioni fatte dal team di Lucky Star sono diventate molto più certe. Una delle persone coinvolte nel progetto Lucky Star è l’italiana Isabella Pagano dell’Osservatorio astrofisico Inaf di Catania, e membro del consiglio di Cheops. Isabella è stata contattata da Kate Isaak, Project Scientist dell’Esa per la missione Cheops, che era curiosa di sapere se anche il telescopio spaziale sarebbe stato in grado di catturare un’occultazione. “Ero un po’ scettica sulla possibilità di farlo con Cheops – ammette Isabella Pagano – ma abbiamo valutato la fattibilità”.
Il problema principale era che la traiettoria del satellite può essere leggermente modificata a causa della resistenza nelle parti superiori dell’atmosfera terrestre. Ciò è dovuto all’imprevedibile attività solare che può colpire il nostro pianeta e gonfiare la sua atmosfera. In effetti, la prima volta che il team ha tentato di osservare un’occultazione con Cheope, che coinvolgeva Plutone, la previsione non era abbastanza accurata e non è stato possibile osservare alcuna occultazione. L’allineamento fu più favorevole al secondo tentativo, tuttavia, quando osservarono Quaoar. In tal modo, hanno effettuato il primo rilevamento in assoluto di un’occultazione stellare da parte di un oggetto transnettuniano dallo spazio.
“I dati di Cheops sono straordinari per rapporto segnale-rumore”, afferma ancora Isabella Pagano. Il rapporto segnale/rumore è una misura di quanto è forte il segnale rilevato rispetto al rumore casuale nel sistema. Cheope dà un ottimo segnale al rumore perché il telescopio non guarda attraverso gli effetti di distorsione della bassa atmosfera terrestre. Questa chiarezza si è rivelata decisiva nel riconoscere il sistema di anelli di Quaoar perché ha permesso ai ricercatori di eliminare la possibilità che i cali di luce fossero causati da un effetto spurio nell’atmosfera terrestre. Combinando diversi rilevamenti secondari, effettuati con i telescopi sulla Terra, è stato possibile essere certi che fossero causati da un sistema di anelli che circondava Quaoar.
Bruno Morgado, dell’Universidade Federal do Rio de Janeiro, in Brasile, ha condotto l’analisi, ha combinato i dati di Cheope con quelli di grandi osservatori professionali in tutto il mondo e scienziati cittadini dilettanti, i quali avevano osservato Quaoar occultare varie stelle negli ultimi anni. “Quando abbiamo messo tutto insieme – riferisce lo scienziato brasiliano – abbiamo visto cali di luminosità che non erano causati da Quaoar ma che indicavano la presenza di materiale in un’orbita circolare attorno ad esso. Nel momento in cui l’abbiamo visto, abbiamo detto: ‘Va bene, stiamo vedendo un anello attorno a Quaoar'”.
Quando si tratta di sistemi di anelli il pianeta gigante Saturno detiene la corona. Conosciuto come il pianeta degli anelli, Saturno vanta infatti una collezione di polvere e piccole lune che circondano l’equatore del pianeta. Nonostante sia uno spettacolo osservativo impressionante, la massa del sistema di anelli è piuttosto piccola. Se raccolto, farebbe tra un terzo e la metà della massa della luna di Saturno Mimas, o circa la metà della massa della piattaforma di ghiaccio antartica terrestre. L’anello di Quaoar, prosegue l’Esa, è molto più piccolo di quello di Saturno ma non meno intrigante. Non è l’unico sistema di anelli noto per esistere attorno a un pianeta nano o minore. Altri due – intorno a Chariklo e Haumea – sono stati rilevati attraverso osservazioni da terra. Ciò che rende unico l’anello di Quaoar, tuttavia, è dove si trova rispetto a Quaoar stesso.
Qualsiasi oggetto celeste con un campo gravitazionale apprezzabile avrà un limite entro il quale un oggetto celeste in avvicinamento verrà fatto a pezzi. Questo è noto come limite di Roche. Si prevede che sistemi di anelli densi esistano all’interno del limite di Roche, come nel caso di Saturno, Chariklo e Haumea. “Quindi, ciò che è così intrigante di questa scoperta intorno a Quaoar è che l’anello di materiale è molto più lontano del limite di Roche” osserva Giovanni Bruno dell’Osservatorio astrofisico Inaf di Catania, in Italia. Questo è un mistero perché secondo il pensiero convenzionale, gli anelli oltre il limite di Roche si uniranno in una piccola luna entro pochi decenni. “Come risultato delle nostre osservazioni, la nozione classica che gli anelli densi sopravvivono solo all’interno del limite di Roche di un corpo planetario deve essere completamente rivista”, dice Giovanni.
I primi risultati suggeriscono che le temperature gelide a Quaoar possono svolgere un ruolo nel prevenire l’adesione delle particelle ghiacciate, ma sono necessarie ulteriori indagini. “Le osservazioni di Cheops hanno svolto un ruolo chiave nello stabilire la presenza di un anello attorno a Quaoar, in un’applicazione di fotometria ad alta precisione e ad alta cadenza che va oltre la più tipica scienza degli esopianeti della missione”, afferma Kate Isaak. Mentre i teorici si mettono al lavoro su come gli anelli Quaoar possono sopravvivere, il progetto Lucky Star continuerà a guardare Quaoar e anche altri Tno mentre occultano stelle lontane per misurare le loro caratteristiche fisiche e vedere quanti altri hanno anche sistemi di anelli. E Cheops tornerà alla sua missione originale per studiare gli esopianeti vicini.