Pianeta nano

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Un pianeta nano è un corpo celeste di tipo planetario orbitante attorno a una stella e caratterizzato da una massa sufficiente a conferirgli una forma quasi sferica, ma che non è stato in grado di "ripulire o sgomberare " la propria fascia orbitale da altri oggetti di dimensioni confrontabili: per quest'ultima caratteristica non rientra nella denominazione di pianeta.

Nonostante il nome, un pianeta nano non è necessariamente più piccolo di un pianeta. In teoria non vi è limite alle dimensioni dei pianeti nani. Si osservi inoltre che la classe dei pianeti è distinta da quella dei pianeti nani, e non comprende quest'ultima.

Il termine pianeta nano è stato introdotto ufficialmente nella nomenclatura astronomica il 24 agosto 2006 da un'assemblea dell'Unione Astronomica Internazionale, fra molte discussioni e polemiche. Tra le altre cose, si è fatto notare che il termine è fuorviante e che i criteri non sono oggettivi (nessun corpo può ripulire completamente la propria fascia orbitale, né esiste una soglia obiettiva su quando un corpo sia sferoidale o meno). Tuttavia, la necessità di creare questa classe di oggetti per distinguerla dai pianeti tradizionali esisteva, ed è probabile che il nome resti.

L'11 giugno 2008 il Comitato esecutivo dell'Unione Astronomica Internazionale riunitosi a Oslo ha assegnato il nome plutoidi alla classe dei pianeti nani transnettuniani[1], stabilendo al contempo un requisito preliminare per valutare il raggiungimento dell'equilibrio idrostatico, con l'intenzione di favorire l'assegnazione dei nomi dei candidati plutoidi. L'UAI ha stabilito che un corpo celeste transnettuniano che possiede una magnitudine assoluta inferiore a H = +1 può essere ragionevolmente classificato tra i plutoidi e quindi tra i pianeti nani.

L'UAI riconosce cinque pianeti nani: Cerere, Plutone, Haumea, Makemake ed Eris[2].

Storia del termine

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Prima delle scoperte dell'inizio del XXI secolo, gli studiosi non avevano avuto una forte necessità di una definizione formale del termine pianeta.

Dopo la scoperta di Plutone, nel 1930, gli astronomi avevano stabilito che il Sistema solare contenesse nove pianeti e migliaia di altri corpi dalle dimensioni significativamente minori, asteroidi e comete. Per quasi 50 anni, Plutone è stato ritenuto più grande di Mercurio[3][4], ma la scoperta nel 1978 della sua luna Caronte permise di misurarne la massa con precisione, ottenendo per essa un valore molto più piccolo delle stime iniziali[5]: il valore misurato corrispondeva a circa un ventesimo della massa di Mercurio, rendendo Plutone di gran lunga il pianeta più piccolo. Sebbene fosse ancora dieci volte più massiccio di Cerere, l'oggetto più grande presente nella fascia principale degli asteroidi, anche dal confronto con la Luna Plutone appariva ridimensionato, raggiungendone appena un quinto della massa[6]. Inoltre, possedendo alcune caratteristiche inusuali quali un'elevata eccentricità orbitale e un'elevata inclinazione orbitale, divenne evidente che si trattava di un corpo differente da ogni altro pianeta[7].

Negli anni novanta, gli astronomi cominciarono a trovare altri oggetti nella stessa regione di spazio in cui orbita Plutone (conosciuta come Fascia di Kuiper), e alcuni altri anche a distanze maggiori[8]. Alcuni di essi condividevano le caratteristiche chiave dell'orbita di Plutone, cosicché il corpo celeste cominciò a essere visto come il più grande di una nuova classe di oggetti, i plutini. Ciò portò alcuni astronomi a smettere di riferirsi a Plutone come a un pianeta e diversi termini, come pianeta minore, sub-pianeta e planetoide cominciarono a essere usati per gli oggetti in seguito indicati come pianeti nani[9][10].

Quando nel 2005 furono scoperti altri tre oggetti (Quaoar, Sedna ed Eris) di dimensioni comparabili a quelle di Plutone[11], fu chiaro che si doveva o classificare anche loro come pianeti, oppure Plutone avrebbe dovuto essere riclassificato[12]. Gli astronomi erano inoltre convinti che si potesse riuscire a scoprire altri oggetti delle dimensioni di Plutone e, quindi, il numero di pianeti con caratteristiche simili a Plutone sarebbe cresciuto rapidamente[13].

Nel 2006, furono determinate le dimensioni di Eris (conosciuto allora come 2003 UB313) e lo si scoprì essere leggermente più grande di Plutone. Ufficiosamente, alcuni studiosi e giornalisti cominciarono a riferirsi all'oggetto come al Decimo pianeta[14]. Conseguentemente, la questione fu oggetto di un intenso dibattito durante la XXVI Assemblea Generale dell'Unione Astronomica Internazionale dell'agosto del 2006[15].

I 12 corpi indicati come potenziali pianeti secondo la prima bozza di proposta dell'UAI. Da notare che i primi due, Haumea e Makemake, sono stati in seguito identificati come pianeti nani.

La prima bozza di proposta, avanzata dal gruppo di lavoro appositamente istituito dalla UAI, fu di considerare qualunque corpo con una forza di gravità tale da fargli raggiungere la forma di equilibrio idrostatico (ovvero quasi sferica) come pianeta. Tale definizione avrebbe immediatamente incluso Eris e Cerere nella lista dei pianeti, più Caronte, considerando il suo sistema come un sistema doppio. Inoltre fu individuata una lista di 12 potenziali oggetti candidabili come pianeti, qualora si fosse dimostrata una forma modellata dall'equilibrio idrostatico.

Dopo l'opposizione di numerosi astronomi a una tale risoluzione, l'astronomo uruguayano Julio Ángel Fernández avanzò una proposta alternativa, in cui si creava una classificazione intermedia per quegli oggetti sufficientemente grandi da aver assunto una forma sferica, ma non abbastanza da aver ripulito la propria fascia orbitale dalla maggior parte dei planetesimi che vi hanno orbitato dalla formazione del Sistema solare a oggi. Escludendo Caronte dalla lista, la nuova proposta assegnava Plutone, Cerere ed Eris alla nuova categoria[16].

La risoluzione finale dell'Unione Astronomica Internazionale conservò la distinzione in tre categorie per i corpi celesti in orbita intorno al Sole. Fernández aveva suggerito di chiamare gli oggetti della classe intermedia planetoidi[17][18], ma la sessione plenaria della III Divisione della UAI votò unanimemente per pianeti nani[19]. Nella risoluzione si legge:

(EN)

«[...] The IAU therefore resolves that planets and other bodies in our Solar System, except satellites, be defined into three distinct categories in the following way:

  1. A "planet"[n 1] is a celestial body that:
    • is in orbit around the Sun,
    • has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and
    • has cleared the neighbourhood around its orbit.
  2. A "dwarf planet" is a celestial body that:
    • is in orbit around the Sun,
    • has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape[n 2],
    • has not cleared the neighbourhood around its orbit, and
    • is not a satellite.
  3. All other objects[n 3] except satellites orbiting the Sun shall be referred to collectively as "Small Solar System Bodies".

Footnotes:

  1. ^ The eight planets are: Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune.
  2. ^ An IAU process will be established to assign borderline objects into either "dwarf planet" and other categories.
  3. ^ These currently include most of the Solar System asteroids, most Trans-Neptunian Objects (TNOs), comets, and other small bodies.
    4. »
    (IT)

    «[...] La IAU quindi decide che i pianeti e gli altri oggetti nel nostro sistema solare, eccetto i satelliti, siano classificati in tre categorie distinte nel modo seguente:

    1. un "pianeta"[n 1] è un corpo celeste che:
      • è in orbita intorno al Sole;
      • ha una massa sufficiente affinché la sua gravità possa vincere le forze di corpo rigido, cosicché assume una forma di equilibrio idrostatico (quasi sferica);
      • ha ripulito le vicinanze intorno alla sua orbita;
    2. un "pianeta nano" è un corpo celeste che:
      • è in orbita intorno al Sole;
      • ha una massa sufficiente affinché la sua gravità possa vincere le forze di corpo rigido, cosicché assume una forma di equilibrio idrostatico (quasi sferica)[n 2];
      • non ha ripulito le vicinanze intorno alla sua orbita;
      • non è un satellite.
    3. tutti gli altri oggetti[n 3], eccetto i satelliti, che orbitano intorno al Sole devono essere considerati in maniera collettiva come "piccoli corpi del sistema solare".
    Note:
    1. ^ Gli otto pianeti sono: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno.
    2. ^ Sarà attivata una procedura in seno all'IAU per assegnare ai casi limite lo status di pianeti nani o altro status.
    3. ^ Questi principalmente includono la maggior parte degli asteroidi del Sistema solare, molti oggetti transnettuniani (TNO), le comete e altri corpi minori.
      4. »

      (Risoluzione B5 - Assemblea generale IAU 2006, Praga.[19])

      Sebbene ci fosse preoccupazione riguardo allo status di pianeti in altri sistemi solari[20], tale questione ancora non è stata risolta; è stato proposto di decidere al riguardo soltanto quando saranno stati sviluppati strumenti in grado di permettere l'osservazione e lo studio di tali oggetti[16].

      La 6ª Risoluzione dell'UAI del 2006[21] riconobbe Plutone come "il prototipo di una nuova categoria di oggetti transnettuniani". Il nome e la precisa natura di tale categoria non furono specificati e la loro comunicazione fu rimandata a data da destinarsi. L'11 giugno 2008, il "Comitato Esecutivo" dell'Unione Astronomica Internazionale ha comunicato il nome, plutoidi, e la definizione: tutti i pianeti nani transnettuniani sono plutoidi[1]. L'11 luglio 2008, il "Gruppo di lavoro per la nomenclatura dei Sistemi planetari" (Working Group for Planetary System Nomenclature) ha riclassificato l'oggetto allora noto come (136472) 2005 FY9 come un pianeta nano, rinominandolo Makemake[22]. Due mesi dopo, il 17 settembre anche (136108) 2003 EL61, rinominato Haumea, è stato classificato tra i pianeti nani[23].

      Prospetto

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      Segue un prospetto dei cinque corpi celesti orbitanti intorno al Sole che attualmente rientrano nella categoria dei pianeti nani[2][24].

      Nome Semiasse maggiore Diametro medio Massa Fascia asteroidale  Scoperta 
      1 Cerere 413690000 km 2,765 au 975 × 909 km (9,43±0,07)×1020 kg Fascia principale 1801
      134340 Plutone 5900900000 km 39,445 au 2370±20 km (1,305±0,007)×1022 kg Fascia di Kuiper Plutino 1930
      136108 Haumea 6428000000 km 42,968 au 1500 km (4,2±0,1)×1021 kg Fascia di Kuiper Cubewano 2004
      136472 Makemake 6790000000 km 45,386 au 1502±45 km ~4×1021 kg Fascia di Kuiper Cubewano 2005
      136199 Eris 10183000000 km 68,071 au 2326±12 km[25] (1,67±0,02)×1022 kg[26] Disco diffuso 2005

      Candidati pianeti nani

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      Lo stesso argomento in dettaglio: Possibili pianeti nani del sistema solare.
      Catologazione di Brown Diametro Numero di Oggetti
      Quasi sicuramente >900 km 10
      Altamente Probabile 600–900 km 29
      Probabile 500–600 km 74
      Verosimile 400–500 km 145
      Possibile 200–400 km 693
      Fonte: Michael E. Brown,[27] aggiornato al 15 settembre 2016.

      La caratteristica rilevante di un pianeta nano è che "abbia massa sufficiente affinché la propria gravità possa superare le forze di corpo rigido in modo tale da assumere una forma in equilibrio idrostatico (prossimo alla sfericità) ".[28][29][30] Cerere è l'unico pianeta nano nella fascia principale. Una recente analisi della sonda Dawn sulla forma e del suo campo gravitazionale di Vesta, il secondo oggetto celeste più massiccio della fascia, ha dimostrato che non è attualmente in equilibrio idrostatico.[31][32] Pallade, il terzo oggetto più massiccio, ha una superficie piuttosto irregolare.[33] Tuttavia, alcune osservazioni condotte con il Very Large Telescope sembrano suggerire che Igea, il quarto asteroide per dimensioni presente nella fascia, possa essere considerato un pianeta nano, perché avrebbe una forma con una sfericità assai prossima a quella calcolabile per Cerere.[34] Se ciò fosse confermato, sarebbe uno dei pianeti nani più piccoli. Michael E. Brown ha stimato che i corpi della fascia principale essendo molto rocciosi e non sufficientemente grandi da raggiungere i 900 km di diametro, difficilmente possono risultare in equilibrio idrostatico e di conseguenza classificabili come pianeti nani.[35] Sulla base di un confronto con le lune ghiacciate che sono state esplorate da veicoli spaziali, come Mimas (rotondo a 400 km di diametro) e Proteo (irregolare a 410–440 km di diametro), Brown ha stimato che gli oggetti transnettuniani essendo principalmente ghiacciati, tendono a rilassarsi in equilibrio idrostatico ad un diametro che si aggira tra 200 e i 400 km.[27]

      I seguenti oggetti del sistema solare potrebbero essere classificati, in base alla definizione, come pianeti nani, sebbene l'Unione Astronomica Internazionale si riservi di decidere in futuro se includerli o meno nella lista ufficiale.

      Nome Semiasse maggiore Diametro medio Periodo orbitale Fascia asteroidale  Scoperta 
      225088 Gonggong 66,850 UA 1290 km 546,6 anni Disco diffuso 2007
      50000 Quaoar 43,405 UA 1092 km 285,97 anni Fascia di Kuiper Cubewano 2002
      90377 Sedna 524,400 UA 1041 km 12059,06 anni Nube di Oort Sednoide 2003
      90482 Orco 39,173 UA 983 km 247,492 anni Fascia di Kuiper Plutino 2004
      307261 2002 MS4 41,676 UA 960 km 269,06 anni Fascia di Kuiper Cubewano 2002
      120347 Salacia 41,907 UA 921 km 271,29 anni Fascia di Kuiper Cubewano 2004

      Note

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      1. ^ a b Plutoid chosen as name for Solar System objects like Pluto, su iau.org, International Astronomical Union (IAU0804), 11 giugno 2008. URL consultato il 16 luglio 2008 (archiviato dall'url originale il 13 giugno 2008).
      2. ^ a b Dwarf Planets and their Systems, su Gazetteer of Planetary Nomenclature, US Geological Survey (USGS). URL consultato l'8 settembre 2009.
      3. ^ (EN) Brad Mager, Pluto Revealed, su discoveryofpluto.com. URL consultato il 18 luglio 2008 (archiviato dall'url originale il 22 luglio 2011).
      4. ^ (EN) Cuk, Matija; Masters, Karen, Is Pluto a planet?, su curious.astro.cornell.edu, Cornell University, Astronomy Department, 14 settembre 2007. URL consultato il 18 luglio 2008.
      5. ^ (EN) Marc W. Buie, William M. Grundy, Eliot F. Young, Leslie A. Young and S. Alan Stern, Orbits and Photometry of Pluto's Satellites: Charon, S/2005 P1, and S/2005 P2 (abstract), in The Astronomical Journal, vol. 132, n. 132, 2006, pp. 290–98, DOI:10.1086/504422. URL consultato il 10 febbraio 2008.
      6. ^ (EN) David Jewitt, Delsanti, Audrey, The Solar System Beyond The Planets in Solar System Update : Topical and Timely Reviews in Solar System Sciences (PDF) (PDF), Springer, 2006, DOI:10.1007/3-540-37683-6, ISBN 978-3-540-37683-5. URL consultato il 10 febbraio 2008 (archiviato dall'url originale il 29 gennaio 2007).
      7. ^ (EN) David A. Weintraub, Is Pluto a Planet? A Historical Journey through the Solar System, 2006, pp. 1–272, ISBN 978-0-691-12348-6.
      8. ^ (EN) Tony Phillips, Phillips, Amelia, Much Ado about Pluto, su PlutoPetition.com, 4 settembre 2006. URL consultato il 18 luglio 2008 (archiviato dall'url originale il 25 gennaio 2008).
      9. ^ (EN) Planetoids Beyond Pluto, su astrobio.net, Astrobiology Magazine, 30 dicembre 2004. URL consultato il 26 gennaio 2008.
      10. ^ (EN) Hubble Observes Planetoid Sedna, Mystery Deepens, NASA's Hubble Space Telescope home site, 14 aprile 2004. URL consultato il 26 gennaio 2008.
      11. ^ (EN) Michael E. Brown, The Discovery of Eris, the Largest Known Dwarf Planet, su gps.caltech.edu, California Institute of Technology, Department of Geological Sciences. URL consultato il 18 luglio 2008.
      12. ^ (EN) Michael E. Brown, What is the definition of a planet?, su web.gps.caltech.edu, California Institute of Technology, Department of Geological Sciences, 2004. URL consultato il 18 luglio 2008 (archiviato dall'url originale il 19 luglio 2011).
      13. ^ (EN) Brown, Mike, War of the Worlds, New York Times, 16 agosto 2006. URL consultato il 18 luglio 2008.
      14. ^ (EN) Astronomers Measure Mass of Largest Dwarf Planet, NASA's Hubble Space Telescope home site, 14 giugno 2007. URL consultato il 18 luglio 2008.
      15. ^ (EN) Michael E. Brown, What makes a planet?, su gps.caltech.edu, California Institute of Technology, Department of Geological Sciences. URL consultato il 18 luglio 2008.
      16. ^ a b Robert Roy Britt, Details Emerge on Plan to Demote Pluto, su Space.com, 19 agosto 2006. URL consultato il 18 luglio 2008.
      17. ^ (EN) Mark E. Bailey, Comments & discussions on Resolution 5: The definition of a planet - Planets Galore, su Dissertatio cum Nuncio Sidereo, Series Tertia - official newspaper of the IAU General Assembly 2006, Astronomical Institute Prague. URL consultato il 9 febbraio 2008.
      18. ^ (ES) (ES) Dos uruguayos, Julio Fernández y Gonzalo Tancredi en la historia de la astronomía:reducen la cantidad de planetas de 9 a 8 ...&Anotaciones de Tancredi, su ici.edu.uy, Science and Research Institute, Mercedes, Uruguay. URL consultato il 18 luglio 2008 (archiviato dall'url originale il 20 dicembre 2007).
      19. ^ a b (EN) Definition of a Planet in the Solar System: Resolutions 5 and 6 (PDF), in IAU 2006 General Assembly, International Astronomical Union, 24 agosto 2006. URL consultato il 18 luglio 2008.
      20. ^ The IAU draft definition of "planet" and "plutons", su iau.org, International Astronomical Union, 16 agosto 2006. URL consultato il 21 luglio 2008.
      21. ^ IAU 2006 General Assembly: Result of the IAU Resolution votes, su iau2006.org (archiviato dall'url originale il 7 novembre 2006).
      22. ^ (EN) Dwarf Planets and their Systems, su planetarynames.wr.usgs.gov, Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN), 7 novembre 2008 11:42:58. URL consultato il 18 luglio 2008.
      23. ^ News Release - IAU0807: IAU names fifth dwarf planet Haumea, su iau.org, IAU, 17 settembre 2008. URL consultato il 18 settembre 2008.
      24. ^ JPL Small-Body Database Search Engine, Da una ricerca fatta sul JPL Small-Body Database Search Engine. Ultima verifica fatta il 11/08/2011.
      25. ^ Size, density, albedo and atmosphere limit of dwarf planet Eris from a stellar occultation (PDF), in European Planetary Science Congress Abstracts, vol. 6, 2011. URL consultato il 25 febbraio 2012.
      26. ^ Brown, M.E. et al. 2006. Satellites of the Largest Kuiper Belt Objects. Astrophysical Journal, 639:L43-L46 More accurate work based on Dysnomia's orbit in preparation.
      27. ^ a b (EN) Michael E. Brown, How many dwarf planets are there in the outer solar system? (updates daily), su gps.caltech.edu, California Institute of Technology. URL consultato il 9 novembre 2015.
      28. ^ (EN) IAU 2006 General Assembly: Result of the IAU Resolution votes, International Astronomical Union, 2006. URL consultato il 26 gennaio 2008 (archiviato dall'url originale il 3 gennaio 2007).
      29. ^ (EN) Dwarf Planets, su solarsystem.nasa.gov, NASA. URL consultato il 22 gennaio 2008 (archiviato dall'url originale il 4 luglio 2012).
      30. ^ (EN) Plutoid chosen as name for Solar System objects like Pluto, su iau.org. URL consultato il 9 novembre 2015 (archiviato dall'url originale il 2 luglio 2011).
      31. ^ (EN) S. W. Asmar, Konopliv, A. S., Park, R. S., Bills, B. G., Gaskell, R., Raymond, C. A., Russell, C. T., Smith, D. E., Toplis, M. J. e Zuber, M. T., The Gravity Field of Vesta and Implications for Interior Structure (PDF), in 43rd Lunar and Planetary Science Conference, 2012, p. 2600.
      32. ^ (EN) C. T. Russel, Dawn at Vesta: Testing the Protoplanetary Paradigm (PDF), in SCIENCE, vol. 336, n. 6082, 2012, pp. 684–686, Bibcode:2012Sci...336..684R, DOI:10.1126/science.1219381.
      33. ^ (EN) Carry, B., Physical properties of (2) Pallas (PDF), su arxiv.org, 2009, DOI:10.1016/j.icarus.2009.08.007, arXiv:0912.3626. URL consultato il 13 settembre 2015.
      34. ^ (EN) Pierre Vernazza et al., A basin-free spherical shape as an outcome of a giant impact on asteroid Hygiea, in Nature Astronomy, 28 ottobre 2019, DOI:10.1038/s41550-019-0915-8.
      35. ^ (EN) Mike Brown, The Dwarf Planets, su web.gps.caltech.edu. URL consultato il 20 gennaio 2008.

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