Il pianeta Marte condivide la sua orbita con una manciata di piccoli asteroidi, i cosiddetti troiani. Tra loro, si trova un gruppo unico, tutti si muovono in orbite molto simili, suggerendo che provenissero dallo stesso oggetto. Ma il meccanismo che ha prodotto questa "famiglia" è rimasto un mistero. Ora, un team internazionale di astronomi crede di aver identificato il colpevole:la luce del sole. Le loro scoperte, che evidenziano come possono evolversi piccoli asteroidi vicino al Sole, devono essere presentati all'incontro annuale della Divisione di Scienze Planetarie dell'American Astronomical Society a Provo, Utah questa settimana, dal dottor Apostolos Christou, un astronomo ricercatore presso l'Osservatorio e planetario di Armagh in Irlanda del Nord, Regno Unito e leader del gruppo di ricerca.

Gli asteroidi troiani sono intrappolati all'interno di "rifugi sicuri" gravitazionali a 60 gradi davanti e dietro il pianeta. Il punto che guida il pianeta è L4; che dietro il pianeta è L5. Marte è l'unico pianeta terrestre noto per avere compagni troiani in orbite stabili. Il primo Marte Troiano, scoperto oltre 25 anni fa a L5, è stato chiamato "Eureka" in riferimento alla famosa esclamazione dell'antico matematico greco Archimede. Il conteggio attuale è solo dieci, ma anche questo campione relativamente scarso mostra una struttura interessante che non si vede altrove.

Per i principianti, tutti i Troiani, salvane uno, stanno seguendo Marte nel suo punto di Lagrange L5. Cosa c'è di più, le orbite di tutti tranne uno dei Troiani L5 formano un gruppo ristretto con Eureka di 2 km di dimensioni il suo membro più grande e comprendente oggetti piccoli come poche centinaia di metri.

Il team ha lavorato per determinare come è nata la famiglia. Ad esempio, collisioni avvenute centinaia di milioni di anni fa hanno formato famiglie simili nella fascia di asteroidi tra Marte e Giove. Ma un'origine dell'impatto non si adatta perfettamente a ciò che sappiamo su questi Trojan. Come sottolinea Christou:"Questa famiglia è incredibilmente compatta. Solo il più delicato degli impatti, con i frammenti a malapena in grado di sfuggire alla gravità di Eureka, funzionerebbe. Anche, sappiamo che l'effetto Yarkovsky, una minuscola accelerazione guidata dalla luce solare assorbita e riemessa sull'asteroide, causerebbe l'allontanamento dei membri della famiglia per circa un miliardo di anni. Cosa mostrano i nostri modelli, Invece, è che anche gli impatti con energia appena sufficiente per rompere Eureka sono così rari che potrebbero non verificarsi oltre l'età del sistema solare."

Facendo un passo indietro, il team ha quindi adottato un approccio diverso, guardando i troiani marziani nel loro insieme invece di concentrarsi sulla famiglia. Da questa prospettiva, la mancanza di una famiglia intorno ai due Marte Troiani rimasti, (101429) 1998 VF31 a L5 e (121514) 1999 UJ7 a L4 diventa un indizio importante per questo enigma. Christou spiega:"Questi due asteroidi sono alla stessa distanza dal Sole e di dimensioni simili a Eureka, eppure non vediamo asteroidi raggrupparsi vicino a loro. Crediamo che questo ci dica qualcosa su come le famiglie possono o non possono formarsi alla distanza di Marte dal Sole».

Quel "qualcosa" è molto probabilmente fissione rotazionale, guidato dall'effetto Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP) - un effetto gemello di Yarkovsky, guidato anche dalla luce solare ma cambiando la rotazione dell'asteroide piuttosto che l'orbita. Questo sta facendo girare Eureka, alla fine generando pezzi di se stesso che fuggono per diventare asteroidi indipendenti in orbita attorno al Sole. interessante, Eureka ruota una volta ogni due ore e mezza, veloce quanto un asteroide può ruotare senza rompersi; e recentemente il team ha osservato l'asteroide L4, 1999 UJ7, scoprendo che gira 20 volte più lentamente, o una volta ogni 2 giorni. Altri asteroidi di queste dimensioni a rotazione lenta si trovano in uno stato di "rotazione" in cui - almeno in teoria - YORP potrebbe "spegnersi". UJ7 maggio, perciò, essere semplicemente incapace di produrre nuovi asteroidi attraverso la fissione.

Questa spiegazione, però, non funziona per 1998 VF31, il rimanente Trojan in L5 che il team ha scoperto ruotare una volta ogni 8 ore, non abbastanza lento da impedire a YORP di farlo ruotare fino al punto di fissione. Ma dal momento che non vediamo i nuovi asteroidi, qualcosa deve succedere loro dopo aver lasciato VF31. Per scoprire cosa, Christou ha eseguito una simulazione al computer, seguendo le orbite di asteroidi virtuali o cloni prodotti sia da VF31 che da Eureka sotto l'effetto Yarkovsky. Ha scoperto che, considerando che la "progenie" di Eureka sopravvive a L5 per più di un miliardo di anni, VF31 è seduto accanto a un "portellone di fuga" dinamico che consente a qualsiasi pezzo che si stacca di fuoriuscire in soli 200-300 milioni di anni. Così, simile allo scarico dell'acqua da un lavabo scollegato, gli oggetti che si separano da VF31 scapperebbero rapidamente, lasciando le sue vicinanze libere da asteroidi. Il risultato:nessuna famiglia.

Date le prove in mano, l'ipotesi della fissione appare convincente, ma Christou avverte che questo è tutt'altro che un caso chiuso e chiuso; solo il tempo e più lavoro diranno se la conclusione è corretta. Per testare la loro teoria, hanno in programma di cercare Trojan più deboli, 100 metri di diametro o meno. "Al momento non li vediamo, ma un sondaggio dedicato dovrebbe rilevarli. Trovando molti piccoli troiani vicino a Eureka, forse alcuni vicino a VF31 ma nessuno a UJ7 indicherebbe fortemente che abbiamo fatto bene."

In definitiva, il lavoro può avere implicazioni ben oltre la risoluzione di questo piccolo enigma. Vicino al Sole, La fissione indotta da YORP - essenzialmente l'azione della luce solare - può essere importante per guidare l'evoluzione degli asteroidi quanto le collisioni. Infatti, Christou ipotizza che, se qualche stabile Trojan del nostro pianeta esce, YORP potrebbe trasformarli in una fonte di nuovi oggetti vicini alla Terra. "Ma questa è un'altra storia", conclude.