Le orbite delle comete a lungo periodo riflettono il passaggio ravvicinato della stella HD 7977

Ricercatori hanno scoperto che un recente passaggio stellare probabilmente ha innescato un enorme aumento della formazione di comete, poiché la gravità della stella ha alterato le orbite degli oggetti della nube di Oort, facendoli precipitare nel sistema solare interno.

La missione Gaia ha permesso ai ricercatori di comprendere i movimenti delle stelle come mai prima d’ora, rivelando persino possibili interazioni tra il nostro Sistema Solare e le stelle vicine.

Lo scienziato senior del Planetary Science Institute Nathan Kaib e il collaboratore Sean Raymond (Université de Bordeaux) hanno scoperto che un recente passaggio stellare probabilmente ha innescato un enorme aumento della formazione di comete, poiché la gravità della stella ha alterato le orbite degli oggetti della nube di Oort, facendoli precipitare nel sistema solare interno.

Potremmo persino ancora sentire gli effetti di questo passaggio oggi. Questo lavoro è presentato presso la Divisione di Astronomia Dinamica dell’American Astronomical Society.

HD 7977 è una stella ancora vicina simile al Sole nella costellazione di Cassiopea, il cui passaggio ravvicinato fu scoperto dalla missione Gaia.

Circa 2,5 milioni di anni fa, le orbite del Sole e di HD 7977 avvicinarono le due stelle, ma quanto siano esattamente rimaste vicine è ancora una questione aperta.

I dati di Gaia suggeriscono che passarono entro 4000-25000 unità astronomiche l’una dall’altra.

Ora, Kaib e Raymond hanno dimostrato che le orbite delle comete a lungo periodo suggeriscono che HD 7977 si è avvicinata entro 6000-10000 UA dal nostro Sole, scatenando una grande pioggia di nuove comete nel sistema solare interno.

La missione Gaia è un telescopio dell’Agenzia Spaziale Europea che misura con precisione le posizioni e le luminosità variabili delle stelle e di altri oggetti nella nostra galassia rispetto ai quasar di fondo e alle galassie.

La combinazione di uno spettrografo per misurare i movimenti verso e lontano da noi e le sue telecamere ad alta risoluzione che misurano il movimento nel cielo ha permesso i movimenti tridimensionali di circa l’1% degli oggetti della nostra galassia – inclusi oggetti come la stella HD 7877. Questo ci permette di comprendere la storia del nostro sistema solare in modi nuovi.

Normalmente, la gravità del disco della nostra galassia è la forza principale che fa cambiare orbita agli oggetti ghiacciati nel sistema solare esterno.

Questa attrazione diffonde quello che una volta era un disco di materiale in quello che i ricercatori calcolano essere attualmente un guscio sferico di oggetti.

Questo guscio, la nube di Oort, prende il nome dal suo scopritore, Jan Oort.

Questa attrazione galattica dovrebbe anche dominare le orbite delle nuove comete che entrano per la prima volta nel nostro sistema solare (gli effetti dei pianeti e il passaggio vicino al Sole possono cambiare radicalmente le orbite delle comete dopo il loro ingresso iniziale), e dovrebbe lasciare una firma distinta nelle direzioni in cui puntano le orbite delle comete rispetto al piano centrale della nostra Via Lattea.

Se HD 7977 passasse così vicino come propongono Kaib e Raymond, la sua influenza gravitazionale supererebbe temporaneamente quella della galassia, e la firma galattica dovrebbe essere assente dalle orbite attuali delle comete.

Questo è esattamente ciò che Kaib e Raymond hanno scoperto analizzando le orbite di nuove comete.

“La distribuzione delle orbite delle comete suggerisce che stiamo vivendo un periodo insolito in cui HD 7977 ha dominato la generazione di nuove comete e non il più ampio campo gravitazionale della Via Lattea, come accadrebbe di solito. Questo significherebbe anche che stiamo vivendo le fasi finali di una pioggia di comete piuttosto rara e potente,” dice Kaib.

Per testare questa idea, Kaib e Raymond eseguirono una serie di simulazioni al computer per capire quali orbite di comete sarebbero state viste a seguito del passaggio di HD 7977 a distanze diverse.

Questi modelli al computer sono stati poi confrontati con il passaggio di 112 comete a lungo periodo osservate dal 1989, quando indagini professionali hanno permesso di rilevare la maggior parte delle nuove comete in entrambi gli emisferi.

Le comete a lungo periodo hanno orbite altamente ellittiche che tipicamente richiedono migliaia o milioni di anni per essere completate.

Le comete nuovissime nel loro primo passaggio attraverso il sistema solare interno cadono hanno periodi orbitali misurati in milioni di anni, mentre le comete più vecchie nei passaggi successivi hanno periodi più brevi a causa delle loro precedenti interazioni ravvicinate con i pianeti.

Le orbite osservate delle comete nel loro primo passaggio attraverso il sistema solare corrispondono a HD 7977, che ha innescato un’ondata di comete a lungo periodo nell’ingresso nel nostro Sistema Solare.

Le comete più vecchie in passaggi ripetuti sono coerenti con la trazione del disco galattico che crea le loro orbite.

Tuttavia, questo non è un risultato perfettamente pulito. Questo è raro nella scienza, e in questo insieme di dati le dimensioni delle orbite delle comete non corrispondono bene ai modelli di avvicinamento ravvicinato della stella.

“Come molti altri lavori che simulano la produzione di comete a lungo periodo, scopriamo che le dimensioni orbitali delle nostre comete non corrispondono molto alla distribuzione osservata. È possibile che ci manchino alcune fisiche importanti dalle nostre simulazioni, ed è concepibile che questo ci abbia portato a fraintendere i dati delle orbite delle comete,” ha detto Raymond.

È del tutto possibile che la struttura del nostro sistema solare sia più complessa del previsto, oppure che le forze coinvolte siano più complessi di quanto i modelli spiegati.

Ed è persino possibile che entrambe queste situazioni abbiano un ruolo. Ad esempio, sappiamo che forze diverse dalla gravità, come le spinte che la cometa subisce dai propri getti e persino dalla luce, possono avere un ruolo nell’alterare le orbite.

“La cosa bella della nostra previsione è che sarà testabile molto presto. Gaia sta ancora pubblicando nuovi dati sui moti delle stelle e, tra 6 e 12 mesi, dovrebbe essere in grado di migliorare la nostra comprensione del moto di HD 7977 e dirci se abbiamo ragione o torto,” ha detto Kaib.

Con il passare degli anni, vengono osservate sempre più comete e i telescopi più recenti ci permettono di osservare una maggiore varietà di oggetti – stelle e comete – con maggiore precisione.

Inoltre, il Legacy Survey of Space and Time dell’Osservatorio Vera Rubin rileverà un numero molto elevato di nuove comete nel prossimo decennio e determinerà con maggiore sicurezza se la firma gravitazionale della nostra galassia compare o meno nelle orbite delle comete.

Credito: ESO/Sebastian Deiries

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