Urano, mistero delle sue lune forse risolto con supercomputer

Urano (credito: ESA/Hubble e NASA, L. Lamy/Observatoire de Paris)

C’è una cosa controintuitiva nelle lune di Urano: quelle più lontane hanno più massa di quelle più vicine. È controintuitivo, secondo Christian Reinhardt, ricercatore dell’Università di Zurigo che ha realizzato un nuovo studio, in quanto le lune, almeno solitamente, si formano in un disco di ghiaccio in rocce che orbita intorno ad un pianeta e, quando il materiale si aggrega, le aggregazioni con più massa tendono a concentrarsi verso il centro, dunque più vicino al pianeta.
Non ci si aspetterebbe, dunque, che le lune che si formano più vicine al centro siano meno massicce di quelle che si formano più lontane.

Il mistero delle lune di Urano

Invece, intorno ad Urano, le cinque stelle più massicce (in totale ci sono 27 satelliti) aumentano in massa quanto più sono distanti dal pianeta. Si tratta di una cosa che ha sconcertato gli astronomi e per la quale non c’è ancora una vera spiegazione.

La teoria dell’impatto

Secondo una teoria c’è stato nel passato del pianeta l’impatto con un grande corpo il quale ha creato grandi quantità di detriti. Questi ultimi hanno formato un disco dal quale poi sono emerse le lune. La teoria dell’impatto, tra l’altro, è supportata anche dalla posizione di Urano che è nettamente incrinato su di un lato.

Il nuovo studio con il supercomputer

Ma cosa possiamo dedurre su questo impatto? Per rispondere i ricercatori hanno usato un supercomputer, quello collegato allo Swiss Supercomputing Center (CSCS) di Lugano. Con il computer hanno modellato l’evoluzione di Urano, dei detriti che aveva intorno e della formazione delle lune.

Impatto con oggetto tre volte più massiccio della Terra

I risultati suggeriscono che potrebbe esserci stato un impatto con un oggetto almeno tre volte più massiccio della Terra. L’impatto avrebbe causato la formazione di un grande disco di detriti dal quale poi si sono formate le lune, come spiega Jason Woo, il primo autore dello studio.
Il fatto che le lune più massicce si trovino oggi più lontane è da ricondurre ad una distribuzione peculiare della stessa massa nel disco dopo l’impatto a sua volta spiegabile con le differenze nell’evaporazione di ghiaccio nel corso del tempo.

Il fenomeno del ghiaccio intorno ad Urano dopo l’impatto

L’impatto ha infatti generato molto calore e ciò che si trovava nei pressi del punto dell’impatto, sostanzialmente nei pressi di Urano, è diventato molto caldo. I detriti di ghiaccio vicino al pianeta cominciarono ad evaporare ma un’altra parte del ghiaccio, quella più lontana, ha cominciato ad orbitare intorno al pianeta.
Questo ghiaccio, insieme alle varie rocce proiettate a seguito dell’impatto, ha partecipato alla formazione di nuove lune. Quando il tempo è passato e la situazione si è raffreddata, il ghiaccio ha cominciato a condensarsi anche vicino al pianeta ma nella zona più lontana c’era stato più tempo affinché le lune potessero accumulare più materiale e dunque sono diventate più grandi.

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Note

  1. Did Uranus’ regular moons form via a rocky giant impactor? – ScienceDirect (DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114842)

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