l'Astrofilo marzo 2012

29 MARZO 2012 PLANETOLOGIA ASTROFILO l’ n (oltre 6000) nell'intento di ricostruire l'evoluzione del sistema solare, tenendo fra l'altro in considerazione l'attuale di- stribuzione degli oggetti transnettuniani appartenenti alla Kuiper Belt, considerati non solo traccianti ideali per risalire alla vera disposizione iniziale dei pianeti e al loro numero, ma anche dotati di un ruolo attivo a livello di scambio di energia gra- vitazionale con i pianeti giganti. A questo proposito Nesvorný introduce nelle sue simulazioni un numero di plane- tesimi del disco (gli antenati della Kuiper Belt), collocati esternamente ai pianeti, che supera le mille unità e che per sempli- cità vengono dotati tutti di eguale massa. Arbitrariamente il ricercatore attribuisce al disco masse di 10, 20, 35, 50, 75 e 100 volte superiori a quella del nostro pianeta, e include ogni valore di massa in 30 di- verse simulazioni, che generano differenti storie evolutive a seconda della distribu- zione iniziale dei pianeti giganti. Ogni sce- nario viene seguito per 100 milioni di anni, un tempo ritenuto sufficiente a dira- dare il disco di planetesimi e a renderlo as- similabile all'attuale Kuiper Belt, della quale è il precursore. Gli scenari adottati da Nesvorný come base di partenza per le simulazioni sono due: il primo prevede 4 pianeti giganti inizial- mente bloccati sulle risonanze 3:2, 3:2 e 4:3, con i pianeti più esterni (Urano e Net- tuno) a 9,6 e 11,6 UA dal Sole e col disco di planetesimi a 15 e oltre UA; il secondo sce- nario prevede invece 5 pianeti giganti, con l'aggiunta di una quarta risonanza, 5:4, e con il quinto pianeta di massa circa uguale a quella di Urano; il disco di planetesimi è nella stessa posizione vista prima. Per essere considerati validi, i risultati delle simulazioni dovevano rispettare una serie di criteri, fra i quali produrre un si- stema planetario con quattro pianeti gi- ganti aventi orbite paragonabili a quelle odierne di Giove, Saturno, Urano e Net- tuno, con uno scarto inferiore al 20% nel semiasse maggiore, a 0,11 nell'eccentricità e a 2° nell'inclinazione. Nello scenario con quattro giganti di partenza, i migliori risul- tati si sono avuti con masse del disco di 35 e 50 masse terrestri, che nel 10% e 13% S ullo sfondo una rapprsen- tazione di fanta- sia del quinto pianeta gigante del nostro sistema solare. [South- west Research Institute] dei casi hanno prodotto sì sistemi che hanno mantenuto i quattro pianeti gi- ganti, ma che solo in 3 casi su un totale di 120 integrazioni soddisfano i requisiti ri- chiesti per semiasse, eccentricità e inclina- zione. Ciò significa che è molto improbabi- le che il nostro sistema planetario abbia avuto all'inizio solo quattro giganti. Impro- babile anche che la massa del disco di pla- netesimi fosse sensibilmente inferiore alle 35 sopra indicate, infatti da 20 in giù le simulazioni indicano che oggi dovremmo avere solo tre giganti, senza considerare un'eventuale ricaduta negativa di tutto ciò sui quattro pianeti di tipo terrestre. In uno scenario che invece include all'ini- zio 5 pianeti giganti e un disco di 50 masse terrestri, ben il 37% delle simulazioni dà come risultato finale un sistema con quat- tro giganti (il quinto viene evidentemente espulso da un'interazione gravitazionale con Giove), che nel 23% dei casi soddisfa anche tutti i vincoli orbitali visti in prece- denza. Secondo Nesvorný, le probabilità che fino a 4 miliardi di anni fa il nostro sistema so- lare avesse 5 pianeti giganti sono 10 volte più elevate di quelle dello scenario con 4 pianeti giganti. Inoltre, sembra che solo l'iniziale presenza del quinto gigante possa aver preservato la stabilità delle or- bite di Mercurio, Venere, Terra e Marte, rendendo possibile la comparsa della vita sul nostro pianeta. Ma che fine ha fatto il quinto gigante dopo essere stato espulso dal sistema so- lare e dove può essere ora? Forse sta an- cora vagando nello spazio interstellare ed è uno dei tantissimi pianeti definiti "free floating" che si muovono su orbite galat- tiche liberi da vincoli con qualunque stella. Negli ultimi anni ne sono stati sco- perti diversi, in modo più o meno fortu- noso, e alcuni ricercatori stimano che possano essere ben più numerosi delle stesse stelle. Dove si trovi quel pianeta è impossibile dirlo, perché se avesse abban- donato il nostro sistema nei tempi previsti e a una ragionevole velocità di circa 10 km/s, oggi potrebbe essere distante oltre 130mila anni luce, come dire dall'altra parte della Galassia!