Scoperto nel 2004, Haumea è un pianeta nano situato oltre l'orbita di Plutone in una regione del sistema solare chiamata Cintura di Kuiper. Plutone è stato retrocesso dalla categoria dei pianeti a tutti gli effetti nel 2006 a causa della scoperta di Haumea e di altri pianeti nani.

Haumea è stata ufficialmente riconosciuta come pianeta nano nel 2008. La sua forma ellissoidale ricorda quella della palla usata nel rugby o nel football americano. Ha due lune e un anello. A causa del suo anello, Haumea è un membro di un gruppo di oggetti del sistema solare che comprende i pianeti Saturno, Urano, Nettuno e Giove, così come gli asteroidi Chariklo e Chirone, che orbitano tra Giove e Nettuno.

L'anello di Haumea non è mai stato osservato direttamente. La sua esistenza è stata dedotta nel 2017 da un gruppo internazionale di astronomi che ha effettuato misurazioni dettagliate delle fluttuazioni di luce mentre Haumea occultava (passava davanti a) una stella. Nello spazio, un'occultazione si verifica quando un oggetto passa davanti a un altro dal punto di vista di un osservatore.

"La luce della stella è stata osservata dalla Terra mentre la stella veniva occultata da Haumea. La sua luminosità diminuiva quando Haumea le passava davanti, consentendo agli astronomi di ottenere informazioni sulla forma di Haumea, " disse Othon Cabo Winter, Professore Ordinario presso la Scuola di Ingegneria dell'Università Statale di San Paolo (FE-UNESP) a Guaratinguetá, Brasile.

"Anche la luce della stella svanì quando l'anello le passò davanti, consentendo loro di ottenere informazioni anche sull'anello."

I ricercatori che hanno scoperto l'anello nel 2017 hanno suggerito che la sua orbita attorno ad Haumea fosse molto vicina alla regione di risonanza 1:3, il che significa che le particelle dell'anello fanno una rivoluzione ogni tre volte che Haumea ruota.

Un nuovo studio di Winter, Tais Ribeiro e Gabriel Borderes Motta, che appartengono al Gruppo di Dinamica Orbitale e Planetologia dell'UNESP, mostra che sarebbe necessario un certo grado di eccentricità affinché questa risonanza agisca sulle particelle dell'anello. Secondo Inverno, il fatto che l'anello sia stretto e praticamente circolare impedisce l'azione della risonanza. Però, il gruppo ha individuato una specifica tipologia di stalla, quasi circolare, orbita periodica nella stessa regione dell'anello di Haumea. Un'orbita periodica è un'orbita che si ripete nel tempo.

"Il nostro studio non è osservazionale. Non abbiamo osservato direttamente l'anello. Nessuno l'ha mai fatto, " disse Winter. Il motivo è che l'anello è molto tenue e troppo lontano per essere visto dagli osservatori astronomici qui sulla Terra. La distanza media tra Haumea e il sole è 43 volte la distanza tra la Terra e il sole.

"Il nostro studio è interamente computazionale. Sulla base di simulazioni che utilizzano i dati disponibili su Haumea e l'anello, soggetto alla legge di gravitazione di Newton, che descrive i moti dei pianeti, abbiamo concluso che l'anello non è in quella regione dello spazio a causa della risonanza 1:3 ma a causa di una famiglia di orbite periodiche stabili, " disse l'inverno.

In un articolo pubblicato su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , i ricercatori esplorano le dinamiche delle singole particelle nella regione in cui si trova l'anello.

La ricerca alla base del documento faceva parte del progetto tematico "Sulla rilevanza dei piccoli corpi nelle dinamiche orbitali" finanziato dalla São Paulo Research Foundation—FAPESP e sostenuto dal governo federale brasiliano tramite CAPES, il consiglio di ricerca per l'istruzione superiore, e CNPq, il Consiglio Nazionale per lo Sviluppo Scientifico e Tecnologico.

"Lo scopo principale della nostra ricerca era identificare la struttura dell'anello di Haumea in termini di posizione e dimensione delle regioni stabili. Volevamo anche trovare la ragione dell'esistenza dell'anello. Eravamo particolarmente interessati a cercare di capire la struttura dinamica associato alla sua risonanza 1:3, " disse l'inverno.

Regioni stabili

I ricercatori hanno utilizzato la tecnica della superficie di sezione di Poincaré per analizzare la dinamica della regione in cui si trova l'anello. Simulando le traiettorie delle particelle nella regione, hanno generato grafica computerizzata (sezioni) visualizzando aree stabili rappresentate come isole (curve chiuse) e aree instabili rappresentate come punti irregolarmente distribuiti.

Le isole di stabilità risultate dovute alla risonanza 1:3 avevano orbite altamente eccentriche, più di quanto sarebbe compatibile con l'anello (stretto e circolare).

"D'altra parte, abbiamo rilevato isole di stabilità nella stessa area ma con traiettorie di bassa eccentricità compatibili con l'anello. Si scoprì che queste isole erano dovute a una famiglia di orbite periodiche, " disse l'inverno.

Haumea ha un diametro di 1, 456 chilometri, meno della metà del diametro di Marte, e una forma ovale che lo rende il doppio della sua larghezza. Ci vogliono 284 anni per girare intorno al sole. Il pianeta nano è così lontano, e la luce del sole che la raggiunge così debole, che la sua temperatura superficiale è di meno 223 °C.

Le lune di Haumea Namaka e Hi'iaka sono state rilevate dalle lenti giganti di uno degli osservatori in cima al vulcano dormiente delle Hawaii Mauna Kea. Il pianeta nano prende il nome dalla dea hawaiana della fertilità e del parto, e le sue lune prendono il nome dalle figlie di Haumea. Si ritiene che siano il risultato di una collisione tra il pianeta nano e qualche altro corpo.

Haumea completa una rotazione in meno di quattro ore, ruotando più velocemente di qualsiasi altro corpo di equilibrio conosciuto nel sistema solare. Questo potrebbe avere a che fare con un passato violento.

Gli astronomi pensano che Haumea fosse originariamente molto simile a Plutone quando si formò il sistema solare. Miliardi di anni fa, un oggetto di grandi dimensioni potrebbe essersi scontrato con Haumea, espellendo la maggior parte del suo ghiaccio superficiale e facendolo ruotare molto più velocemente degli altri pianeti nani.