Una coppia di fisici teorici riferisce che le stesse osservazioni che ispirano la caccia al fantomatico "pianeta nove" che potrebbe trovarsi ai confini del nostro sistema solare potrebbero essere la prova che, all'interno del sistema solare stesso, la cosiddetta "Dinamica Newtoniana Modificata" (o MOND, una teoria, originariamente sviluppata per comprendere alcuni aspetti circa la rotazione delle galassie, che propone una modifica della dinamica newtoniana) si fa sentire più forte che mai.
Lo studio. I ricercatori Harsh Mathur, professore di fisica alla Case Western Reserve University, e Katherine Brown, professore associato di fisica all'Hamilton College, sono giunti a questa conclusione dopo aver studiato l'effetto che la Via Lattea nel suo insieme avrebbe sugli oggetti del sistema solare esterno, nel caso in cui le leggi della gravità fossero realmente governate dalla MOND.
Cos'è la MOND? Secondo l'ipotesi MOND, infatti, la legge di gravità formulata da Isaac Newton sarebbe valida solo entro determinati limiti. Quando l'accelerazione gravitazionale, prevista dalla legge di Newton, diventa sufficientemente piccola la MOND prevede che subentri un comportamento gravitazionale diverso da quello formulato dallo scienziato. Il successo della MOND su scala galattica è il motivo per cui alcuni scienziati la considerano un'alternativa alla "materia oscura", il termine che i fisici usano per descrivere una forma ipotizzata di materia che avrebbe effetti gravitazionali, ma che non emetterebbe luce. «La MOND è davvero in grado di spiegare le osservazioni su scala galattica», ha detto Mathur, «ma non mi aspettavo che avesse effetti così notevoli anche sul sistema solare esterno».
Nove pianeti? Mathur e Brown nel passato avevano già studiato l'effetto della MOND sulle dinamiche galattiche. In questa ricerca si sono occupati delle conseguenze più "locali" della MOND, dopo che gli astronomi nel 2016 avevano annunciato che alcuni oggetti nel sistema solare esterno mostravano anomalie orbitali che potevano essere spiegate con la presenza di un nono pianeta.
Scoperte epocali. Le peculiarità orbitali dei pianeti nel passato avevano già portato a svolte storiche: Nettuno fu infatti scoperto grazie all'effetto della sua attrazione gravitazionale sulle orbite di oggetti vicini, la minuscola precessione di Mercurio fornì invece le prime prove a sostegno della teoria della relatività generale di Einstein e infine gli astronomi hanno recentemente utilizzato la dinamica orbitale per dedurre le presenza di un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia.
Allineamento "impressionante". Sfruttando ancora una volta un comportamento "particolare" di alcuni oggetti ai confini del sistema solare, Brown si è reso conto che le previsioni della MOND potevano spiegare il loro comportamento senza fare ricorso a un nuovo oggetto.
«Abbiamo così deciso di confrontare l'ipotesi MOND con l'ipotesi della presenza del nono pianeta».
Ed è stato così che Mathur e Brown hanno scoperto che MOND prevede precisamente il comportamento di questi oggetti. Nel corso di milioni di anni, sostengono i due ricercatori, le orbite di alcuni oggetti nel sistema solare esterno verrebbero trascinate in allineamento con il campo gravitazionale della galassia, da qui il loro strano comportamento all'interno del nostro sistema solare. Quando hanno tracciato le orbite degli oggetti rispetto al campo gravitazionale della galassia, «l'allineamento era sorprendente», sostiene Mathur.
Un laboratorio per la fisica. Gli autori, che hanno pubblicato la loro ricerca su The Astronomical Journal, avvertono comunque che i dati attualmente a disposizione non sono molti e che qualsiasi altra possibilità potrebbe rivelarsi corretta, tant'è che alcuni astronomi sostengono che le peculiarità orbitali sono addirittura il risultato di errori di osservazione. «Indipendentemente dal risultato», ha detto Brown, «questo lavoro evidenzia il potenziale del sistema solare esterno di fungere da laboratorio per testare la gravità e studiare problemi fondamentali della fisica».
mercurio. Albe e tramonti sono indimenticabili su Mercurio. Non per i loro colori, perché su questo pianeta non c'è un'atmosfera e quindi il cielo è nero e senza nubi e sfumature. Ma per le dimensioni del Sole (2,5 volte rispetto a come lo vediamo qui sulla terra) e per le traiettorie che segue nel cielo di questo pianeta. Mercurio, infatti, ha una particolarità: il suo giorno (determinato dalla rotazione attorno a se stesso ) è più lungo del suo anno (determinato dalla rivoluzione attorno al sole). Più precisamente, su questo pianeta, 2 giorni equivalgono a 3 anni, cioè a circa 9 mesi terrestri. E questo fa sì che, se ci trovassimo sulla superficie di questo pianeta, vedremmo il Sole disegnare traiettorie stranissime: per esempio lo potremmo vedere sorgere, ingrandirsi mentre si alza nel cielo, poi improvvisamente arretrare e infine riprendere il suo cammino verso il tramonto.
Venere. Albe e tramonti su Venere sono appena visibili. Non perché il Sole sia lontano, anzi si trova soltanto a 108 milioni di km, ma per colpa del fitto strato di nuvole che saturano l'atmosfera venusiana. Il Sole sembra una macchia di colore chiaro nel cielo nuvoloso di giornata torbida.
Marte. Questa non è un'illustrazione, ma è effettivamente l'unica vera foto di un tramonto su un altro pianeta, Marte, dove avviene l'esatto contrario di quanto accade sulla Terra: qui cielo azzurro di giorno e tramonti rossi; su Marte, cielo arancione di giorno e azzurro al tramonto.
L'immagine è stata scattata da Curiosity con una fotocamera che "vede" i colori in maniera molto simile a come li vediamo noi. La tinta bluastra che aleggia nell'aria è dovuta alle particelle presenti nell'atmosfera marziana, che lasciano passare con più facilità la luce blu rispetto alle altre durante il tramonto, quando la luce del sole percorre la sua traiettoria più lunga nell'atmosfera.
GIove. Il Sole visto da Europa, una delle principali e più interessanti lune del gigante gassoso. Giove si trova a 779 milioni di km dal Sole (più di 5 volte la distanza tra noi e la nostra stella). Il questa illustrazione Miller immagina immagina il momento - frequente - in cui Giove eclissa il Sole.
Saturno. La luce viene riflessa dagli anelli e da miliardi di cristalli di ghiaccio e polvere, creando incredibili riflessi e l'illusione che il Sole, una luce fioca distante 1,5 miliardi di Km, non sia uno solo.
Urano. Su Ariel, uno dei satelliti naturali di Urano, la luce del Sole è molto flebile. La distanza dal Sole è 2,9 miliardi di Km (19 volte la distanza Terra-Sole).
Nettuno. L'alba su Tritone, il principale satellite di Nettuno, illumina getti neri di azoto e materiali organici che si innalzano per 8 Km sopra la superficie della luna. La sua superficie è molto fredda, con temperature che si aggirano attorno ai -235° C.
Recentemente è stato scoperto che, nonostante la sua lontananza dal sole, 30 volte più della Terra, Tritone risente dell'influenza della nostra stella e ha un ciclo di 4 stagioni lunghe ciascuna 40 anni terrestri. D' estate, quando la temperatura aumenta, i gas ghiacciati sulla superficie evaporano e fanno aumentare la pressione dell'atmosfera.
Plutone. Il Sole appare come un puntino luminoso e la luce che arriva su questo pianeta nano a 6 miliardi di Km dalla nostra stella è 1.600 volte più debole di quella che riceviamo noi sulla Terra. Ma è una luce pur sempre 250 volte più luminosa di quella ricevuta sul nostro pianeta durante una notte di luna piena.
