Plutone, un potenziale killer per la sonda New Horizons

L’ultimo satellite di Plutone, qui chiamato con la sigla P4, individuato alcuni mesi fa dall’Hubble Space Telescope. Credit: NASA/HST WFC3/UVIS F606W.

Immagine disponibile su: http://www.nasa.gov/images/content/571868main_i1123ay.jpg

Da qualche parte nello spazio compreso tra i pianeti Urano e Nettuno si trova la sonda spaziale New Horizons diretta verso Plutone.

E’ in viaggio da oltre cinque anni, dal 19 gennaio 2006, quando è stata lanciata per esplorare il complesso sistema Plutone-Carone, mai visitato prima agli estremi confini del Sistema Solare interno, oltre l’orbita di Nettuno, l’ultimo pianeta gigante più distante dal Sole. Il suo obiettivo, New Horizons lo raggiungerà solo fra quattro anni, nel 2015. Ma c’è un piccolo problema in questo programma.

Dato che gli astronomi hanno osservato nuovi satelliti e piccoli corpi in orbita attorno a Plutone, la corsa di New Horizons potrebbe essere in realtà una corsa verso la morte.

Plutone fu scoperto nel 1930. Le osservazioni iniziali e le misure della sua luminosità apparente portarono i ricercatori a ritenere che il pianeta avesse dimensioni simili a quelle terrestri, ma l’avanzamento delle teniche di osservazione hanno permesso di ipoteizzare l’esistenza di un satellite in orbita intorno a Plutone tanto da rendere Plutone più grande e più luminoso di quanto non fosse in realtà, immaginando perciò la presenza di cui corpi che erano così vicini da non poter essere risolti a tali distanze e a causa delle loro piccole dimensioni. In effetti, nel 1978 i ricercatori osservarono il satellite a cui fu dato il nome di Caronte, che aveva dimensioni pari a metà del suo pianeta a cui ruotava intorno.

Per decenni Plutone e Caronte hanno vissuto in quella che potremmo definire “un’apparente armonia”. Per quanto riguarda le osservazioni compiute dai ricercatori con strumenti terrestri, si sapeva che non vi erano altri corpi in rotazione attorno al pianeta nè in rotazione sincrona con esso, ossia che non vi erano altre lune al di fuori di Caronte.

Ma nei primi anni Novanta del secolo scorso, gli astronomi cominciarono a trovare dei corpi rotanti in prossimità del sistema di Plutone. All’inizio del 2000 i corpi molto vicini a Plutone-Caronte iniziarono ad aumentare e si notò che alcuni di essi dovevano essere davvero molto vicini al pianeta, tanto da tanto che si sarebbe potuto chiamarli “satelliti”.

Nel 2002, Plutone divenne il bersaglio preferito di Alan Stern che propose alla NASA di inviare una sonda verso Plutone per studiarlo più da vicino, quella di cui abbiamo già parlato, la New Horizons. Stern è probabilmente più noto alla stragrande maggioranza delle persone per essere il feroce sostenitore di Plutone come vero e proprio “pianeta” del sistema solare dopo il suo declassamento a pianeta nano da parte dell’International Astronomical Union nel 2006.

La navicella spaziale avrebbe dovuto sorvolare il sistema Plutone-Caronte ed esplorarne i suoi dintorni ossia studiare quella che è stata definita la “Fascia di Kuiper”, dal nome dell’astronomo che negli anni Cinquanta ne propose la sua esistenza. La proposta di una missione verso Plutone fu accettata alla NASA. Mentre la sonda veniva costruita e sviluppato, Stern, come Principal Investigator, iniziò a chiedere la possibilità di avere del tempo osservativo con il Telescopio Spaziale Hubble, inviando dei proposal per osservare il sistema di Plutone, osservazioni importanti che avrebbero potuto in qualche modo influenzare la missione.

Dopo i rifiuti iniziali, il team di New Horizons finalmente ebbe l’opportunità di utilizzare il Telescopio Spaziale Hubble nel 2004. La loro osservazione fu fissata per il maggio 2005. Per due notti, Hubble Space Telescope fu puntato verso Plutone e inviò a Terra fotografie a lunga esposizione che avrebbero permesso di rilevare oggetti fino a circa 100 000 volte più deboli di Plutone. Il team aveva sperato di trovare alcuni oggetti nelle vicinanze di Plutone che avrebbero fatto parte della Cintura di Kuiper. Quello che essi trovarono furono, in realtà, due oggetti deboli che sembravano essere molto vicini a Plutone.

Il sistema Plutone-Caronte e due possibili lune. Credit: NASA, ESA, H. Weaver (JHU/APL), A. Stern (SwRI), and the Hubble Space Telescope Pluto Companion Search Team.

Stern e uno dei suoi studenti di Post Dottorato, Andrew Steffl, studiarono i due oggetti e ne determinarono l’orbita: erano talmente vicini da essere probabilmente due lune in orbita intorno a Plutone. Una conferma della loro conclusione arrivò da Hal Weaver e Max Muchler che trovarono lo stesso campione di oggetti. Entrambi i gruppi di ricercatori erano arrivati a ritenere questi due corpi in orbita attorno a Plutone e non semplicemente degli oggetti della Fascia di Kuiper relativamente vicini al sistema Plutone-Caronte.

La scoperta di due nuovi satelliti di Plutone fu annunciata nel settembre 2005, ma ulteriori studi per confermarne i risultati erano più facili da dirsi che a farsi. Per la manuntenzione al Telescopio Spaziale Hubble (in modo da permettergli una vita più lunga), non fu possibile puntare nuovamente il telescopio verso il sistema Plutone-Caronte  per tutta la prima parte dell’anno 2006. Fu una grossa mancanza, e così il team pensò di utilizzare i telescopi terrestri del Keck e del Gemini nelle Isole Hawaii che purtroppo non furono in grado di risolvere e quindi osservare dettagli intorno l’orbita di Plutone o di eventuali piccoli satelliti.

Plutone e le due nuove lune, Nix e Hydra. Credit: NASA, ESA, H. Weaver (JHU/APL), A. Stern (SwRI), and the HST Pluto Companion Search Team.

Fu solo un anno dopo la scoperta di Hubble che i satelliti furono ufficialmente riconosciuti come tali dall’International Astronomical Union, l’autorità riconosciuta per assegnare le denominazioni dei corpi celesti, nel maggio 2006. Nix e Hydra erano legati a Plutone e assieme a Caronte costituivano i due nuovi satelliti di Plutone. Il problema fu che Nix e Hidra non erano gli unici satelliti possibili in quel sistema.

Nix e Idra furono fotografate per la prima volta da HST nel 2005. I due satelliti sono circa 5 000 volte più deboli di Plutone e circa due o tre volte più lontane di Plutone di quanto non lo sia il suo satellite più grande, Caronte.

Nella mitologia greaca, Nix è la dea della notte. Tra i suoi tanti figli vi era Caronte, il barcaiolo che traghettava i defunti attraverso il fiume Stige negli Inferi. Dato che l’asteroide 2908 porta già il nome greco Nyx, l’UAI decise di utilizzare l’equivalente egiziano, Nix, per il nome della Luna di Plutone. Il mitologico Idra era un serpente a nove teste dal sangue velenoso. Idra aveva il suo covo alle porte dell’Ade, dove Plutone e la moglie Persefone entravano negli Inferi.  Il team di ricercatori selezionò i nomi da una lunga lista di oltre due dozzine di nomi candidati.

Ulteriori studi su Plutone rilevarono la presenza di più oggetti nelle sue vicinanze, ma solo uno fu il potenziale candidato satellite: S/2011 P1 o P4, quarta luna di Plutone. Scoperto nel luglio 2011, P4 orbita tra Nix e Hidra. Tutti e tre si trovano al di fuori dell’orbita di Caronte, che perciò risulta più interna.

P4 non è stato il solo corpo intorno a Plutone scoperto quest’anno. Due satelliti candidati, più piccoli di P4, sono stati trovati. Ma non sono ancora stati definiti satelliti. Il team di ricercatori ha bisogno di fare ricerche più approfondite e accurate prima che i nuovi corpi possano essere confermati o meno come satelliti di Plutone.

P4 è la luna più piccola tra quelle catalogate orbitante intorno a Plutone. Ha un diametro stimato di 13-34 chilometri. In confronto, Caronte è di 1200 chilometri di diametro. Nix e Hydra hanno una larghezza di 32 e 113 chilometri. P4 completa la sua orbita intorno a PLutone in circa 31 giorni.

Di fronte a tutte queste nuove lune, quale sarà il destino di New Horizons? Che cosa possono significare per New Horizons queste nuove lune? Dato che nuovi oggetti e possibili satelliti continuano ad aumentare, c’è una certa preoccupazione che si possano trovare degli oggetti intorno ad un Plutone troppo piccoli per poter essere osservati da Terra. Se ci fossero, Stern e il suo team di New Horizons avrebbero solo quattro anni per trovarli tutti e regolare il corso della sonda New Horizons e cercare di evitarli.

Un altro serio problema: la preoccupazione maggiore è che queste piccole lune potrebbero aver generato una nuvola o degli anelli di detriti intorno a Plutone, creando la possibilità di un pericolo di impatto multiplo. New Horizons è stata costruita per passare tra Plutone e Caronte a poco più di otto miglia al secondo. A questa velocità, anche le particelle che sono inferiori alle tre once potrebbero penetrare coprire la sonda con micrometeoriti e fare gravi danni alla sua elettronica, le linee di carburante e i sensori.

Per mitigare la possibile morte della loro missione, il team di New Horizons sta continuando a lavorare per valutare i possibili pericoli associati al sistema di Plutone. I loro strumenti principali sono il telescopio spaziale Hubble, alcuni telescopi di grandi dimensioni qui sulla Terra e i radiotelescopi. La speranza è di risolvere gli oggetti tra Plutone e Caronte perchè è lì che New Horizons si sta dirigendo.

Se si scoprisse che c’è una notevole quantità di detriti nel percorso previsto dalla sonda New Horizons, il team di ricercatori dovrebbe modificarne la rotta. Studi preliminari hanno determinato che una traiettoria di salvezza alternativa potrebbe essere quella di far avvicinare la sonda maggiormente al satellite Caronte, perchè l’azione gravitazionale di quest’ultimo non è così forte e sicuramente lungo la sua orbita non dovrebbero esserci presenza di detriti. Di conseguenza, quella potrebbe essere una zona di sicurezza per New Horizons.

Capire se il sistema di Plutone potrà essere una trappola mortale per New Horizons è ancora una questione aperta. Il team continuerà a studiare i potenziali pericoli durante tutto il prossimo anno, con modelli al computer e con i più grandi telescopi terrestri oltre che con l’Hubble Space Telescope.

Ma tutti noi dovremmo aspettare fino al 2015 per vedere cosa c’è la fuori.

Fonti: “The PI’s Perspective – Is the Pluto System Dangerous?” di Alan Stern disponibile sul sito di New Horizons: http://pluto.jhuapl.edu/overview/piPerspective.php

MotherBoard: http://motherboard.tv/2011/11/11/tiny-gentle-pluto-may-in-fact-be-a-killer

Ulteriori informazioni su Plutone e i suoi satelliti:

NASA – Hubble Space Telescope: http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/pluto-moon.html

NASA’s Hubble Reveals Possible New Moons Around Pluto: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2005/19/

Pluto’s Two Small Moons Officially Named Nix and Hydra: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2006/29/

Hubble Site: NASA’S Hubble Discoveres Another Moon Around Pluto: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2011/23

Sabrina

~ di Sabrina su 16 novembre 2011.