Fascia di Kuiper

Ai confini del Sistema Solare è presente una fascia che racchiude una enorme quantità di corpi celesti di piccole dimensioni, detta Fascia di Kuiper. Rispettivamente nel 1949 e nel 1951 i due astronomi Kenneth E. Edgeworth e Gerard P. Kuiper, studiando indipendentemente l'uno dall'altro la nebulosa da cui si formò il Sistema Solare, osservarono che quest'ultimo difficilmente poteva terminare in corrispondenza dell'orbita di Nettuno in modo così netto, e teorizzarono la presenza di un sistema di corpi solidi di dimensioni medio-piccole e situati oltre l'orbita di Nettuno.

 

Negli anni successivi gli studi astronomici trovarono diverse conferme a supporto della teoria dei due astronomi ed il sistema di corpi situato oltre l'orbita di Nettuno prese il nome di Fascia di Edgeworth-Kuiper (talvolta denominata solamente Fascia di Kuiper).

 

La Fascia di Kuiper riveste una particolare importanza nello studio del Sistema Solare, perché sono un residuo della sua formazione, nel momento in cui si formarono i pianeti. Per questo motivo essi possono rivelare diverse informazioni relative al Sistema Solare nel suo stato originario.

 

 

Fascia di Kuiper

(Immagine esemplificativa. Le dimensioni e le distanze non sono in scala.)

 

Cos'è la Fascia di Kuiper e com'è fatta

 

La Fascia di Kuiper è un insieme di corpi solidi situata oltre l'orbita di Nettuno, caratterizzato da una forma schiacciata, e che si estende tra 30 UA e 50 UA dal Sole.

 

Complessivamente si ritiene che essa contenga oltre 100.000 corpi con diametro maggiore di 100 km, anche se ad oggi sono stati scoperti solamente più di 1.000 oggetti. Nonostante l'ingente numero di corpi che popolano la Fascia di Kuiper, si stima che la massa totale della Fascia di Kuiper sia compresa tra 1/25 ed 1/10 della massa della Terra. Rispetto alla Fascia Principale degli asteroidi, essa è 20 volte più estesa e presenta una massa maggiore dalle 20 alle 200 volte.

 

La maggior parte dei corpi della Fascia di Kuiper consiste in comete a corto periodo (ossia con periodo orbitale inferiore ai 200 anni) le quali, non avvicinandosi mai al sole, non emettono una coda propria. La teoria più accreditata prevede che le comete che popolano la Fascia di Kuiper provengano dalla zona detta Disco Diffuso.

 

Nonostante la maggiora parte dei corpi abbia piccole dimensioni, nella Fascia di Kuiper sono presenti anche corpi di dimensioni ragguardevoli tra cui tre pianeti nani (Plutone, Makemake e Haumea), i satelliti Caronte (luna di Plutone) e altri corpi di cui parleremo in seguito.

 

Alcuni corpi della Fascia di Kuiper vengono talvolta perturbati dall'azione gravitazionale dei pianeti gassosi del Sistema Solare; tale interazione fa sì che gli oggetti perturbati vengano indotti ad attraversare l'orbita di Nettuno per poi essere scagliati al di fuori del Sistema Solare. In certi casi, molto più rari, i corpi della Fascia di Kuiper vengono perturbati ed indotti a seguire un'orbita più interna, avvicinandosi ai pianeti gassosi o, addirittura, ai pianeti terrestri.

 

Struttura della Fascia di Kuiper

 

Si possono individuare tre zone principali nella struttura della Fascia: la Fascia di Kuiper classica, la Fascia di Kuiper degli oggetti risonanti e la scogliera di Kuiper. La suddivisione della Fascia, in particolare, è legata alle caratteristiche orbitali dei corpi che la compongono.

 

Complessivamente, includendo le zone periferiche, si può considerare l'estensione totale della Fascia di Kuiper da 30 UA a 55 UA dal Sole.

 

Il fattore discriminante per gli oggetti che popolano la fascia è la cosiddetta risonanza orbitale rispetto a Nettuno; con il termine "risonanza orbitale di un corpo X rispetto a un corpo Y" si intende una specifica sincronizzazione del periodo orbitale di X rispetto a Y. Ad esempio, dire che un corpo è in risonanza 1:2 rispetto a Nettuno significa che il corpo percorre un'orbita intorno al sole nello stesso tempo in cui Nettuno ne compie 2.

 

Tra i principali oggetti risonanti della Fascia di Kuiper vi sono quelli con risonanza 2:3 rispetto a Nettuno, e tra questi vi sono Plutone e i suoi satelliti (in particolare Caronte) e una serie di altri corpi detti Plutini, così denominati quasi fossero fratelli minori di Plutone per dimensioni. I corpi della Fascia in risonanza 2:3 hanno un semiasse orbitale maggiore di circa 39,4 UA e presentano orbite molto eccentriche.

 

Vi sono poi corpi con altre particolari risonanze: i Twotini, che sono in risonanza 1:2 con Nettuno e sono situati in una zona scarsamente popolata a più di 47,7 UA dal Sole, e quelli con risonanze 3:4, 3:5, 4:7 e 2:5.

 

Tra le due zone con diverse risonanze è collocata la Fascia di Kuiper classica, la quale racchiude i circa due terzi degli oggetti della Fascia di Kuiper ad oggi noti, ed i cui corpi vengono chiamati Cubewani. Essa è collocata tra 42 UA e 48 UA ed è soggetta ad una scarsa azione gravitazionale da parte di Nettuno.

 

Nella Fascia di Kuiper classica sono presenti due particolari tipologie di oggetti: da un lato la popolazione dinamicamente fredda, caratterizzata da orbite quasi circolari e con inclinazioni orbitali rispetto all'eclittica inferiori a 10°, del tutto simili a quelle dei pianeti; dall'altro, la popolazione dinamicamente calda, con orbite più inclinate rispetto all'eclittica fino a 30°. Va sottolineato che la denominazione delle due popolazioni non è legata alla temperatura bensì al comportamento delle particelle di gas.

 

Composizione dei corpi della Fascia di Kuiper

 

I corpi della Fascia di Kuiper sono costituiti prevalentemente da sostanze volatili congelate, come ammoniaca, metano ed acqua. La maggior parte di essi presenta una composizione del tutto simile a quella delle comete.

 

Principali oggetti della Fascia di Kuiper

 

Nome Diametro equatoriale (in km) Distanza media dal Sole (in UA) Scoperta
Plutone 2370 40,702 1930
Makemake 1800 45,386 2005
Haumea 1500 42,968 2004
Orcus 1500 39,4 2004
Quaoar 1260 43,25 2002
Caronte 1027 40,7 1978
Issione 1065 39,39 2001
2002 TX300 965 43,19 2002
2002 AW197 700 47,52 2002
Varuna 600 43,23 2000

 

Nelle schede successive ci occuperemo del Disco Diffuso e della Nube di Oort.

 

 

La Redazione

 

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