Quando Giove era al posto di Marte

CRONACA – Un nuovo scenario, che descrive una tappa-chiave nella formazione del sistema solare, è stato proposto da una collaborazione franco-statunitense, che include ricercatori del Cnrs (il Cnr francese) e delle università di Nizza e Bordeaux. Secondo questo modello, Giove sarebbe migrato verso il Sole, e più esattamente verso la posizione in cui è oggi Marte, prima di cominciare un’ulteriore migrazione verso l’esterno e raggiungere la sua posizione attuale, molto più lontana dal Sole. Attraverso il nuovo modello, i ricercatori spiegano sia la formazione della cintura di asteroidi sia la differenza di dimensioni tra i pianeti terrestri (Mercurio, Venere, Terra e Marte). Il gruppo sta ora cercando d’includere in questo scenario Urano e Nettuno, i pianeti del sistema solare più distanti dal Sole. Lo studio è pubblicato sul sito web di Nature (mentre la pubblicazione dell’articolo su carta è prevista per luglio 2011)

Perché la massa di Marte, il pianeta più vicino a noi, è dieci volte minore di quella della Terra? La difficoltà nel riprodurre con sufficiente dettaglio la massa di Marte nelle simulazioni al computer ha lasciato a lungo questa domanda senza risposta. Nel 2009, però, l’introduzione di nuove tecniche in questo campo ha permesso a Brad Hansen, un ricercatore statunitense, di avanzare un modello che riproducesse le condizioni iniziali della formazione dei pianeti terrestri. Questi sarebbero stati generati da un disco di materiale spesso 0,3 unità astronomiche (UA: 1 UA è la distanza tra la Terra e il Sole), che si suppone fosse esteso da 0,7 a 1 UA dal Sole. Il centro di questo disco, in cui era concentrato il materiale, può aver contenuto i primi ‘mattoni di costruzione’ di Venere e della Terra, i pianeti terrestri più grandi del sistema solare. I bordi esterno e interno del disco avrebbero invece generato Marte e Mercurio, rispettivamente. Tuttavia, questo modello non tiene conto dell’esistenza, all’interno del sistema solare, di materiale planetario al di là Marte, nello spazio in cui si trovano la cintura di asteroidi (tra 2 e 4 UA) e i quattro pianeti giganti (Giove, Saturno, Urano e Nettuno, tra le 5 e le 30 UA).

Lo studio degli esopianeti – cioè, i pianeti che non appartengono al nostro sistema solare – ha rivelato che alcuni pianeti giganti possono migrare avvicinandosi alla loro stella di riferimento. Sulla base di questa osservazione, Alessandro Morbidelli e colleghi hanno avanzato l’ipotesi che i pianeti giganti del nostro sistema solare (Giove e Saturno) siano migrati all’interno del sistema solare prima della formazione di pianeti terrestri. I ricercatori hanno basato il loro studio sul modello di Hansen e hanno immaginato lo scenario seguente: prima della formazione di Saturno, Giove potrebbe essere migrato verso il Sole fino all’attuale posizione di Marte (a 1,5 UA dal Sole). Potrebbe poi aver spostato tutto il materiale presente sul suo percorso, portando così alla formazione di un disco di materiale tronco, spesso 0,3 UA, con un bordo esterno a 1 UA dal Sole (il disco che avrebbe formato i pianeti terrestri, appunto, secondo lo studio di Hansen). Saturno, una volta formatosi, sarebbe a sua volta migrato verso il Sole: sotto la sua influenza, Giove potrebbe aver aver deviato dalla sua orbita ed essere migrato fino a raggiungere la sua posizione attuale (a circa 5 UA dal Sole), oltre la cintura di asteroidi.

Utilizzando numerose simulazioni digitali, i ricercatori hanno mostrato che le migrazioni di Giove e Saturno sono compatibili con la formazione della cintura di asteroidi tra Marte e Giove. Inoltre, sono riusciti a spiegare la coesistenza tra due tipi di asteroidi nella cintura: alcuni a basso, altri ad alto contenuto d’acqua. Secondo lo scenario della migrazione indotta da gas, Giove potrebbe aver intercettato due popolazioni di piccoli corpi celesti durante la sua migrazione. Quelli che sono oggi situati nella parte interna della cintura di asteroidi potrebbero essersi originati dalla zona situata tra 1 e 3 UA dal Sole, mentre quelli che si trovano nella sua parte esterna proverrebbero da un’altra regione, oltre le 5 UA.

“Questo modello indica che i pianeti giganti del nostro sistema solare hanno subìto una migrazione radiale, proprio come i pianeti osservati attorno ad altri soli”, spiega Sean Raymond, uno degli autori dello studio. Un altro aspetto importante è che questo nuovo modello fornisce una spiegazione dei primi milioni di anni di vita del nostro sistema solare: una storia fatta di numerosi enigmi, finora inspiegati. Il gruppo franco-statunitense lavora attualmente all’inclusione della formazione di Urano e Nettuno in questo nuovo scenario.

Informazioni su Roberto Cantoni ()
Storico e sociologo della tecnologia. Lavoro attualmente a Parigi, presso il LATTS, laboratorio affiliato all'Ecole des Ponts ParisTech. M'interesso di STS, tecnoscienza, diplomazia scientifica, sociologia dell'ambiente. In particolare, studio la geopolitica e gli aspetti ambientali e sociali legati allo sviluppo dello shale gas

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