Il nostro sistema solare è un angolo minuscolo ma meravigliosamente familiare del vasto, universo oscuro:siamo persino riusciti a far atterrare veicoli spaziali sui nostri vicini celesti. Eppure i suoi confini sono ancora notevolmente sconosciuti. Ora abbiamo scoperto 840 piccoli mondi nella regione lontana e difficile da esplorare oltre Nettuno. Questa è la più grande serie di scoperte mai fatte, aumentando del 50% il numero di oggetti distanti con percorsi ben noti intorno al sole.

Questi piccoli mondi ghiacciati sono importanti perché ci aiutano a raccontare la storia del sistema solare. Possono anche aiutarci a testare l'idea che ci sia un pianeta ancora invisibile in agguato nel sistema solare esterno.

Il nostro sistema planetario come lo vediamo oggi non è come si è formato. Quando il sole era appena nato, era circondato da un enorme disco di materiale. Incontri con piccoli, i pianeti in crescita, inclusi alcuni dei mondi che abbiamo appena scoperto, hanno spostato i pianeti giganti verso l'esterno dal sole fino a quando non si sono stabiliti nelle posizioni attuali. I pianeti in crescita, d'altra parte, è andato ovunque, dispersione sia verso l'interno che verso l'esterno.

La migrazione planetaria è avvenuta anche in sistemi lontani intorno a molte altre stelle. Fortunatamente, i corpi celesti nel nostro sistema planetario sono relativamente vicini, rendendolo l'unico posto in cui possiamo vedere gli intricati dettagli di come è avvenuta la migrazione. La mappatura delle popolazioni di pianeti minori che sono rimaste dal disco ci permette di ricostruire la storia di come i grandi pianeti sono stati spinti in posizione.

Mappare il cielo

Le nuove scoperte sono state fatte come parte di un progetto quinquennale chiamato Outer Solar System Origins Survey (OSSOS). Le osservazioni, condotto nel 2013-2017, ha utilizzato la fotocamera di uno dei principali telescopi del mondo:il Canada-France-Hawaii Telescope su Maunakea alle Hawaii. Il sondaggio ha cercato debole, punti di luce che si muovono lentamente all'interno di otto grandi macchie di cielo vicino al piano dei pianeti e lontano dai densi campi stellari della Via Lattea.

Con 840 scoperte effettuate a distanze comprese tra sei e 83 unità astronomiche (au) - una di queste unità è la distanza tra il sole e la Terra - l'indagine ci offre un'ottima panoramica dei molti tipi di orbite di questi "oggetti transnettuniani" avere.

I sondaggi precedenti hanno sofferto della perdita di alcune delle loro scoperte lontane:quando si verificano troppo poche osservazioni, il percorso previsto di un pianeta minore nel cielo sarà così incerto che un telescopio non potrà più individuarlo, ed è considerato "perso". Questo accade più agli oggetti con orbite molto inclinate e allungate, producendo un pregiudizio in ciò che è attualmente noto su queste popolazioni.

Il nostro nuovo sondaggio ha tracciato con successo tutte le sue scoperte lontane. Le frequenti istantanee che abbiamo fatto degli 840 oggetti nel corso di diversi anni hanno fatto sì che l'orbita di ogni piccolo mondo potesse essere determinata in modo molto preciso. In totale, più di 37, 000 misurazioni controllate a mano delle centinaia di scoperte hanno fissato con precisione i loro archi nel cielo.

Abbiamo anche creato un "simulatore" software di accompagnamento (un modello di computer), che fornisce un potente strumento per testare l'inventario e la storia del nostro sistema solare. Ciò consente ai teorici di testare i loro modelli di come il sistema solare è diventato nella forma che vediamo oggi, confrontandoli con le nostre vere scoperte.

Strani nuovi mondi

I nuovi oggetti ghiacciati e rocciosi si dividono in due gruppi principali. Uno include quelli che risiedono su orbite rotondeggianti nella fascia di Kuiper, che si estende da 37au a circa 50au dal sole. L'altro consiste in mondi che orbitano in un'attenta danza di evitamento con Nettuno mentre viaggia intorno al sole. Questi oggetti transnettuniani "risonanti", che includono Plutone, sono stati spinti nelle loro attuali orbite allungate durante la migrazione di Nettuno verso l'esterno.

Nella fascia di Kuiper, abbiamo trovato 436 piccoli mondi. Le loro orbite confermano che un "nocciolo" concentrato della popolazione si annida su quasi perfettamente rotonde, orbite piatte da 43 a 45 au. Queste orbite tranquille potrebbero essere rimaste indisturbate fin dagli albori del sistema solare, una frazione residua del disco originale. Prossimamente, vedremo da vicino un membro di questo gruppo:la navicella spaziale New Horizons, che ha visitato Plutone nel 2015, volerà vicino a un mondo grande quanto Londra il primo dell'anno 2019.

Abbiamo trovato 313 oggetti transnettuniani risonanti, con il sondaggio che mostra che esistono fino a un incredibile 130 AU - e sono molto più abbondanti di quanto si pensasse in precedenza. Tra queste scoperte c'è il pianeta nano 2015 RR245, che è circa la metà delle dimensioni della Gran Bretagna. Potrebbe essere saltato sulla sua orbita attuale a 82 au dopo un incontro con Nettuno centinaia di milioni di anni fa. C'era una volta tra i 90, 000 oggetti sparsi di dimensioni più piccole che stimiamo attualmente esistano.

Ci sono più pianeti?

Tra le scoperte più insolite ci sono nove piccoli mondi su orbite incredibilmente distanti, non avvicinandosi mai al sole dell'orbita di Nettuno, e impiegando fino a 20, 000 anni per viaggiare intorno alla nostra stella. La loro esistenza implica una popolazione invisibile di centinaia di migliaia di oggetti transnettuniani su orbite simili.

Non è chiaro come questi oggetti siano arrivati ​​sui loro percorsi attuali:alcune orbitano così lontano che, anche al loro massimo avvicinamento, sono a malapena trascinati dalla gravità di Nettuno. Una spiegazione che è stata avanzata è che un grande pianeta ancora invisibile, a volte chiamato "Pianeta Nove", potrebbe farli raggruppare nello spazio. Però, i nostri nove pianeti minori sembrano tutti sparsi senza intoppi, piuttosto che raggruppare. Forse la guida di un pianeta così grande è più sottile – o queste orbite invece si sono formate in modo diverso.

La storia del nostro sistema solare sta appena iniziando a essere raccontata. Speriamo che questa nuova serie di scoperte possa aiutare a mettere insieme la storia.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.