Comunicato Stampa

Un asteroide in esilio nelle lande più esterne del Sistema Solare

I telescopi dell'ESO trovano il primo asteroide ricco di carbonio nella fascia di Kuiper

09 Maggio 2018

Un'equipe internazionale di astronomi ha usato i telescopi dell'ESO per studiare uno dei relitti del Sistema Solare primordiale. Hanno trovato che 2004 EW95, un oggetto insolito della fascia di Kuiper, è un asteroide ricco di carbonio, il primo di questo tipo a essere confermato nelle zone più esterne e fredde del Sistema Solare. Questo curioso oggetto si è probabilmente formato nella fascia principale degli asteroidi, tra Marte e Giove, ed è stato lanciato a miliardi di chilometri dalla sua zona di origine fino all'ubicazione attuale nella fascia di Kuiper.

Le prime fasi del Sistema Solare furono tempestose. Secondo alcuni modelli teorici che descrivono questo periodo, i giganti gassosi appena formati hanno imperversato nel Sistema Solare, espellendo i piccoli corpi rocciosi dalla zona interna del Sistema Solare fino a orbite remote, a grandi distanze dal Sole [1]. In particolare, i modelli suggeriscono che la fascia di Kuiper - una regione molto fredda che giace oltre l'orbita di Nettuno - dovrebbe contenere una piccola frazione di corpi rocciosi provenienti dal Sistema Solare interno, come gli asteroidi ricchi di carbonio, detti anche carbonacei [2].

Un articolo recente ha mostrato prove affidabili del primo asteroide carbonaceo osservato nella fascia di Kuiper, fornendo sostegno a questi modelli teorici dei primi anni turbolenti del Sistema Solare. Dopo misure certosine di molteplici strumenti sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO, una piccola equipe di astronomi, sotto la guida di Tom Seccull, della Queen's University di Belfast nel Regno Unito, ha potuto misurare la composizione dell'oggetto 2004 EW₉₅, un oggetto anomalo della fascia di Kuiper, e così determinare che è un asteroide carbonaceo. Ciò suggerisce che si sia formato nel Sistema Solare interno e sia poi migrato successivamente verso l'esterno [3].

La natura peculiare di 2004 EW₉₅ è stata notata per la prima volta durante osservazioni di routine con il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA effettuate da Wesley Fraser, un astronomo della Queen's University di Belfast che è anche parte dell'equipe che presenta questa scoperta. Lo spettro di riflessione dell'asteroide - la specifica distribuzione di lunghezze d'onda della luce riflessa dall'oggetto - era diverso da quello di oggetti altrettanto piccoli della fascia di Kuiper (KBO da Kuiper Belt Objects, in inglese), che hanno in genere spettri poco interessanti, senza caratteristiche particolari, che danno poche informazioni sulla composizione dell'asteroide.

"Lo spettro di riflessione di 2004 EW₉₅ era chiaramente diverso da quello degli altri oggetti del Sistema Solare esterno osservati," spiega il primo autore Seccull. "Era abbastanza strano da farci desiderare di osservarlo più da vicino."

L'equipe ha osservato 2004 EW₉₅ con gli strumenti X-Shooter e FORS2 installati sul VLT. La sensibilità di questi spettrografi ha permesso di ottenere misure più dettagliate della distribuzione della luce riflessa dall'asteroide e quindi derivarne la composizione.

Ma pur con l'impressionante potere di raccolta della luce del VLT, 2004 EW₉₅ è ancora difficile da osservare. Anche se è lungo almeno 300 km, si trova al momento a ben 4 miliardi di chilometri da Terra, rendendo la raccolta di dati dalla superficie scura e ricca di carbonio una sfida scientifica impegnativa.

"È come osservare una montagna gigantesca di carbone contro lo sfondo nero come la pece del cielo notturno", commenta il coautore Thomas Puzia della Pontificia Universidad Católica de Chile.

"Non solo 2004 EW₉₅ si muove, ma è anche molto debole," aggiunte Seccull. "Abbiamo dovuto usare una tecnica di elaborazione dati molto avanzata per estrarre dai dati tutto il possibile." Due caratteristiche degli spettri dell'oggetto erano particolarmente attraenti e corrispondevano alla presenza di ossido ferrico e fillosilicati. La presenza di questi materiali non era mai stata confermata in un KBO e indicava come 2004 EW₉₅ si fosse formato nel Sistema Solare interno.

Seccull conclude: "L'ubicazione attuale di 2004 EW₉₅, nelle gelide zone esterne del Sistema Solare, richiede che sia stato espluso da un pianeta migrante, fino all'orbita presente, nelle prime fasi del Sistema Solare."

"Segnalazioni della presenza di spettri 'atipici' di oggetti della fascia di Kuiper erano già state presentate, ma nessuna era stata confermata con questo livello qualitativo", commenta Olivier Hainaut, astronomo dell'ESO che non fa parte dell'equipe. "La scoperta di un asteroide carbonaceo nella fascia di Kuiper è una verifica chiave di una delle previsioni fondamentali dei modelli dinamici del Sistema Solare primordiale."

Note

[1] Gli attuali modelli dinamici dell'evoluzione del Sistema Solare primordiale, come l'ipotesi della "grand tack" (o grande virata) e il modello di Nizza prevedono che i pianeti giganti migrarono prima verso l'interno e poi verso l'esterno, distruggendo e disperdendo gli oggetti nel Sistema Solare interno. Di conseguenza, ci si aspetta che una piccola percentuale di asteroidi rocciosi sia stata espulsa in orbite che appartengono alla nube di Oort o alla fascia di Kuiper.

[2] Gli asteroidi carbonacei sono quelli che contengono carbonio o i suoi vari composti. Gli asteroidi carbonacei - o di tipo C - si identificano per la superficie scura, causata appunto dalla presenza di molecole di carbonio.

[3] Altri oggetti del Sistema Solare interno sono stati precedentemente rilevati nelle zone esterne del Sistema Solare, ma questo è il primo asteroide carbonaceo che si trova nella fascia di Kuiper, lontano dalla sua zona d'origine.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo intitolato “2004 EW₉₅: A Phyllosilicate-bearing Carbonaceous Asteroid in the Kuiper Belt” di T. Seccull et al., pubblicato dalla rivista The Astrophysical Journal Letters.

L'equipe è composta da Tom Seccull (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, Regno Unito), Wesley C. Fraser (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, Regno Unito) , Thomas H. Puzia (Institute of Astrophysics, Pontificia Universidad Católica de Chile, Cile), Michael E. Brown (Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, USA) e Frederik Schönebeck (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Germania).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e di gran lunga l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile e l'Australia come partner strategico. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di APEX e di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente, sulla piana di Chajnantor. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Postgraduate Research Student — Queen's University, Belfast
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E-mail: tseccull01@qub.ac.uk

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Lecturer — Queen’s University, Belfast
Belfast, United Kingdom
Tel.: +44 28 9097 1084
E-mail: wes.fraser@qub.ac.uk

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