La migrazione di Giove

È possibile che il pianeta gigante del Sistema Solare non sia sempre stato dov'è adesso, ma si sia formato a una distanza molto maggiore dal Sole e sia poi migrato fino all'orbita attuale in un viaggio durato forse 700.000 anni.

giove
Dov'era Giove agli albori del Sistema Solare? | Nasa

Quando si iniziarono a scoprire i primi pianeti extrasolari, gli astronomi rimasero sorpresi nel trovare molti grandi pianeti assai vicini alla loro stella madre perché sembrava impossibile che si fossero formati lì. Col tempo si è affermata l'idea che quei pianeti si fossero formati molto più lontano dalla posizione in cui li vediamo oggi, e che solo successivamente siano migrati nella posizione attuale, in virtù di un qualche evento da decifrare. Partendo da quella che è comunque solamente un'ipotesi, ci si è chiesti se la stessa cosa potesse essere successa ai pianeti giganti del Sistema Solare.

 

Oggi, grazie a uno studio coordinato da Simona Pirani (Università di Lund, Svezia), abbiamo indizi importanti su di un "avvicinamento" che potrebbe essere avvenuto nel Sistema Solare, al gigante gassoso di casa, Giove.

 

Sistema Solare, Giove, asteroidi troiani, missione Lucy, giganti gassosi, pianeti giganti
Animazione: l'orbita di Giove e dei due gruppi di asteroidi troiani (clicca sull'immagine per ingrandirla e avviare l'animazione). | Astronomical Institute of CAS/Petr Scheirich, via Nasa

L'asimmetria misteriosa. Spiega Pirani, a commento del lavoro pubblicato su Astronomy & Astrophysic, che «gli asteroidi troiani in orbita vicino a Giove rivelano che il grande pianeta si è formato molto più lontano dal Sole, e che solo successivamente è migrato fino all'attuale orbita».

 

I troiani sono due grandi famiglie di asteroidi: al momento sono noti circa 5.000 oggetti che si orbitano attorno al Sole seguendo Giove, con moti piuttosto complessi, in due gruppi distinti (il campo greco e il campo troiano), che per semplicità del discorso consideriamo posizionati uno "dietro" e uno "davanti" al gigante gassoso. C'è un "mistero" sui troiani che intriga gli astronomi: il numero degli asteroidi osservati davanti a Giove è del 50 per cento superiore a quello degli asteroidi dietro. Lo studio del team di Pirani parte da questa asimmetria per verificare l'esistenza di una possibile correlazione con Giove stesso.

 

Sistema Solare, Giove, asteroidi troiani, missione Lucy, giganti gassosi, pianeti giganti
Rappresentazione artistica del disco di gas e polveri che circonda un sistema planetario in formazione. | Nasa

Simulando la nascita del pianeta, avvenuta circa 4,5 miliardi di anni fa, i ricercatori hanno "visto" che se Giove si fosse formato a una distanza circa quattro maggiore dal Sole rispetto a quella attuale, e fosse poi migrato fino a dov'è adesso, avrebbe potuto "aggregare", durante il tragitto, un numero di asteroidi simile a quello osservato, e nello stesso modo che conosciamo. Tutto ciò potrebbe essere avvenuto 2-3 milioni di anni dopo la nascita di Giove, con una migrazione durata circa 700.000 anni.

 

Sistema Solare, Giove, asteroidi troiani, missione Lucy, giganti gassosi, pianeti giganti
Illustrazione artistica della sonda Lucy, parte del programma Discovery della Nasa: il lancio è previsto per il 2021, verso il sistema di Giove, per il sorvolo ravvicinato (fly-by) di quattro asteroidi troiani. | Nasa, SwRI and SSL/Peter Rubin

Queste conclusioni fanno pensare che anche altri grandi pianeti, da Saturno a Nettuno, possano essere migrati nella posizione attuale dopo un lungo viaggio. L'idea sembra trovare conferma anche nell'osservazione di alcuni dischi circumstellari di altre stelle, dove si trovano pianeti molto giovani in orbita a distanze enormi rispetto a quel che ci si aspetterebbe: è possibile che quei pianeti arrivino prima o poi arrivino ad avvicinarsi molto di più alle loro stelle?

 

Aspettando Lucy. Una prima risposta potrebbe arrivare, forse, nel 2021, quando la Nasa lancerà la missione Lucy, con l'obiettivo di studiare da vicino quattro asteroidi troiani. Poiché è possibile che si siano formati molto vicino al pianeta, alla sua nascita, non è escluso che siano anche molto simili a quello che poteva essere il nucleo di Giove: da quello studio potremmo capire se l'ipotesi di Simona Pirani e del suo team è corretta.

 

1 aprile 2019 | Luigi Bignami