Un anello di rocce ghiacciate che orbita attorno al nostro sole appena oltre Nettuno potrebbe darci un'idea di come si sono formati Nettuno e altri oggetti alla periferia del nostro sistema solare.
Si è recentemente concluso che Mors-Somnus, una coppia binaria composta da una coppia di asteroidi ghiacciati legati dalla gravità, abbia avuto origine all'interno della fascia di Kuiper, il che significa che può servire come base per studiare e arricchire la nostra comprensione della storia dinamica di Nettuno e dei corpi celesti. corpi conosciuti come oggetti transnettuniani (TNO).
Il promettente studio, pubblicato di recente sulla rivista Astronomy &Astrophysics , segna la prima volta che questo obiettivo è stato raggiunto e costituisce un punto di riferimento significativo per il programma Discovering the Surface Compositions of Trans-Nettunian Objects, guidato dall'UCF, o DiSCo-TNO, che fa parte del primo ciclo del James Webb Space Telescope ( JWST) molti programmi focalizzati sull'analisi del nostro sistema solare.
Ana Carolina de Souza Feliciano e Noemí Pinilla-Alonso, rispettivamente ricercatrice post-dottorato e professoressa di scienze planetarie presso il Florida Space Institute della UCF, sono coautori dello studio e fanno parte del team DiSCo che studia le proprietà spettrali uniche di piccoli corpi celesti oltre Nettuno all'interno della cintura di Kuiper.
La particolarità di questo lavoro è che è possibile studiare la composizione superficiale di due componenti della coppia binaria di TNO di piccole dimensioni, cosa mai fatta prima e che può avere implicazioni su come comprendiamo l'intera regione oltre Nettuno. /P>
De Souza Feliciano ha condotto questo particolare studio come parte del più ampio programma DiSCo-TNO di Pinilla-Alonso. Il team ha utilizzato le ampie capacità spettrali del JWST per analizzare la composizione elementare di una mezza dozzina di superfici TNO sospette strettamente correlate per confermare che Mors-Somnus ha molto in comune con i suoi vicini TNO. Questi TNO in gran parte indisturbati sono designati come "classici freddi" e possono servire come punti di riferimento laddove Nettuno non li ha disturbati durante la sua migrazione.
Insieme, gli oggetti binari e altri TNO vicini nello stesso gruppo dinamico possono fungere da indicatore per tracciare potenzialmente la migrazione di Nettuno prima che si stabilisca nella sua orbita finale, dicono i ricercatori.
I sistemi binari separati dalla distanza, come Mors-Somnus, raramente sopravvivono al di fuori delle aree vincolate dalla gravità e riparate da altri granelli di ghiaccio e roccia come la Cintura di Kuiper. Per sopravvivere all'impianto in tali aree, richiedono un lento processo di trasporto verso la loro destinazione.
A causa del comportamento spettroscopico simile di Mors e Somnus e delle loro somiglianze con il gruppo classico-freddo, i ricercatori hanno trovato prove compositive della formazione di questa coppia binaria oltre le 30 unità astronomiche (quasi 2,7 miliardi di miglia di distanza), come ipotizzato anche nel letteratura precedentemente pubblicata per la regione in cui si formano anche i TNO classici freddi.
Il flusso costante di scoperte come questa era in qualche modo previsto, poiché i primi dati degli studi DiSCo-TNO su quasi 60 TNO hanno iniziato ad arrivare già alla fine del 2022.
"Quando abbiamo iniziato ad analizzare gli spettri di Mors e Somnus, sono arrivati più dati e la connessione tra i gruppi dinamici e il comportamento compositivo era naturale", afferma de Souza Feliciano.
Più specificamente, lo studio della composizione di piccoli corpi celesti come Mors-Somnus ci fornisce preziose informazioni sulle nostre origini, afferma Pinilla-Alonso.
"Stiamo studiando come la chimica e la fisica dei TNO riflettono la distribuzione delle molecole basate su carbonio, ossigeno, azoto e idrogeno nella nuvola che ha dato vita ai pianeti, alle loro lune e ai piccoli corpi", dice. "Queste molecole furono anche l'origine della vita e dell'acqua sulla Terra."
Tuttavia, afferma che rimangono ancora grandi opportunità per far avanzare la nostra conoscenza della storia della regione transnettuniana con i poteri spettrali senza precedenti di JWST.
"Per la prima volta, non solo possiamo risolvere immagini di sistemi con più componenti come il telescopio spaziale Hubble, ma possiamo anche studiare la loro composizione con un livello di dettaglio che solo Webb può fornire", afferma Pinilla-Alonso. "Ora possiamo studiare il processo di formazione di questi binari come mai prima d'ora."
Sebbene Pinilla-Alonso abbia concepito il programma DiSCo-TNOs, confida che i suoi colleghi come de Souza Feliciano decifrano i risultati e generano ricerche preziose.
"Sono orgogliosa di aver avuto un ruolo nel fornire i dati necessari e il supporto ad (Ana) Carol(olina), una brillante ricercatrice post-dottorato dell'UCF che è stata la vera leader di questo lavoro", afferma Pinilla-Alonso. "Con il telescopio Webb destinato a durare decenni, questa è una straordinaria opportunità per la prossima generazione di ricercatori di farsi avanti e guidare i propri progetti scientifici."
Essere un pioniere di scoperte così incredibili è davvero emozionante, aggiunge de Souza Feliciano.
"Prima del JWST, non esisteva nessuno strumento in grado di ottenere informazioni da questi oggetti in quell'intervallo di lunghezze d'onda", afferma. "Sono felice di poter partecipare all'era inaugurata dal JWST."
Ulteriori informazioni: A. C. Souza-Feliciano et al, Spettroscopia del binario TNO Mors-Somnus con JWST e la sua relazione con le sottopopolazioni classiche fredde e plutino osservate nel progetto DiSCo-TNO, Astronomia e astrofisica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202348222
Fornito dall'Università della Florida Centrale
