Il telescopio spaziale James Webb ha rilevato 27 piccoli oggetti transnettuniani, corpi in orbita attorno al Sole oltre Nettuno. Il più piccolo ha un diametro stimato di circa 5 chilometri, una soglia circa cinque volte inferiore a quella raggiungibile dai più sensibili telescopi terrestri per oggetti di questo tipo.
La rilevazione apre una finestra su frammenti molto antichi del Sistema solare: secondo gli astronomi, questi corpi conservano informazioni sui materiali e sulle condizioni presenti quando si formarono i pianeti, oltre 4 miliardi di anni fa.
Come sono stati individuati i nuovi oggetti
Osservare corpi così piccoli e lontani non significa semplicemente cercare un punto luminoso in una singola immagine. La loro luce è troppo debole per emergere con chiarezza nelle singole esposizioni di Webb.
Il gruppo di ricerca ha quindi combinato più immagini, calcolando lo spostamento che ciascun oggetto avrebbe dovuto compiere nel cielo. Allineando le immagini lungo quel percorso atteso, la debole luce si somma nello stesso punto e può diventare riconoscibile. Un sistema di apprendimento automatico ha poi contribuito a scartare le possibili false rilevazioni.
È questo metodo ad avere permesso di spingersi fino a oggetti di circa 5 chilometri. Le 27 identificazioni riguardano comunque una porzione molto piccola di cielo: il campione è utile per studiare la popolazione più minuta, ma non basta ancora a descriverla nella sua interezza.
I colori misurati con Webb e Hubble
Webb ha osservato gli oggetti soprattutto nell’infrarosso, mentre il telescopio spaziale Hubble ha fornito le misure nella luce visibile. L’unione dei due dati ha permesso agli astronomi di ricavarne i colori.
I nuovi oggetti mostrano colori simili a quelli dei corpi transnettuniani più grandi già noti. Il risultato è rilevante perché il colore dipende anche dai materiali presenti in superficie: il loro aspetto può quindi conservare una traccia della regione in cui si sono formati nel giovane Sistema solare.
Non è una fotografia diretta della loro composizione, né una prova isolata dell’origine di ogni singolo corpo. È però un indizio che collega anche la popolazione più piccola a quella di dimensioni maggiori, usando osservazioni effettuate in bande diverse dello spettro.
Meno oggetti minuscoli del previsto
I ricercatori hanno confrontato il numero dei corpi osservati alle diverse luminosità, un dato che permette di ricavare indicazioni sulla distribuzione delle loro dimensioni. Nel campione risultano meno oggetti molto piccoli di quanto previsto da alcuni modelli.
Le popolazioni transnettuniane dette fredde e calde mostrano però distribuzioni dimensionali abbastanza simili. La prima sarebbe rimasta in una zona orbitale più stabile; parte della seconda, invece, potrebbe essersi formata più vicino al Sole ed essere stata spinta verso l’esterno durante i cambiamenti d’orbita dei pianeti giganti.
La somiglianza tra i due gruppi impone quindi nuovi vincoli ai modelli sulla formazione dei primi piccoli corpi solidi. Per capire se la carenza apparente di oggetti minuscoli sia reale, serviranno osservazioni su aree di cielo più ampie.
Domande frequenti
Che cosa sono gli oggetti transnettuniani?
Sono corpi che orbitano attorno al Sole oltre l’orbita di Nettuno. Gli astronomi li considerano resti della materia presente attorno al giovane Sole, perciò il loro studio aiuta a ricostruire le condizioni della formazione planetaria.
Perché è stato necessario combinare più immagini?
La luce di questi oggetti è troppo debole nelle singole esposizioni. Seguendo il loro movimento previsto e sommando le immagini, il segnale luminoso può emergere dal fondo.
Che cosa indica la differenza tra popolazione fredda e calda?
Indica due storie orbitali diverse: gli oggetti freddi sarebbero rimasti in una regione più stabile, mentre una parte di quelli caldi potrebbe essere migrata verso l’esterno. Nel campione osservato, le loro distribuzioni di dimensioni appaiono comunque simili.
Considerazioni finali
Il valore della rilevazione non sta soltanto nel numero di oggetti individuati, ma nella scala raggiunta: arrivare a corpi di circa 5 chilometri consente di verificare i modelli con una popolazione finora quasi invisibile dagli osservatori terrestri.
Il dato più interessante è la combinazione tra colori comparabili a quelli degli oggetti più grandi e una scarsità di corpi minuscoli rispetto ad alcuni modelli. Sono proprio le osservazioni su porzioni di cielo più estese a dover stabilire quanto questo segnale descriva davvero le regioni esterne del Sistema solare.