La formazione del cuore di Plutone: uno studio rivela la sua origine
Un team internazionale di astrofisici, guidato dall’Università di Berna e membri del National Center of Competence in Research (NCCR) PlanetS, ha recentemente risolto il mistero della formazione della caratteristica struttura a forma di cuore sulla superficie di Plutone. Attraverso simulazioni numeriche, i ricercatori sono stati i primi a riprodurre con successo la forma insolita, attribuendola a un impatto obliquo lento e gigantesco.
• Nessun oceano sotterraneo su Plutone
Dal momento in cui le telecamere della missione New Horizons della NASA hanno scoperto la struttura a forma di cuore su Plutone nel 2015, gli scienziati sono rimasti perplessi a causa della sua forma unica, composizione geologica ed elevazione. Gli scienziati dell’Università di Berna e dell’Università dell’Arizona hanno utilizzato simulazioni numeriche per indagare le origini di Sputnik Planitia, la parte occidentale a forma di lacrima del cuore di Plutone.
Secondo la loro ricerca, pubblicata su Nature Astronomy , la storia iniziale di Plutone è stata segnata da un evento cataclismico che ha formato Sputnik Planitia: una collisione con un corpo planetario di poco più di 400 miglia di diametro, all’incirca delle dimensioni dell’Arizona da nord a sud. I risultati dello studio suggeriscono inoltre che la struttura interna di Plutone è diversa da quanto si supponeva in precedenza, indicando che non esiste un oceano sotterraneo.
Il “cuore”, noto anche come Tombaugh Regio, ha catturato immediatamente l’attenzione del pubblico al momento della sua scoperta. Tuttavia, ha anche immediatamente suscitato l’interesse degli scienziati perché è ricoperto da un materiale ad alto albedo che riflette più luce rispetto ai suoi dintorni, creando il suo colore più chiaro. Tuttavia, il cuore non è composto da un singolo elemento. Sputnik Planitia copre un’area di circa 750 per 1.250 miglia, equivalente a un quarto dell’Europa o degli Stati Uniti. Ciò che colpisce, tuttavia, è che questa regione è circa 2,5 miglia più bassa in elevazione rispetto alla maggior parte della superficie di Plutone.
La forma allungata di Sputnik Planitia e la sua posizione all’equatore suggeriscono fortemente che l’impatto non sia stato una collisione frontale diretta, ma piuttosto obliqua, secondo Martin Jutzi dell’Università di Berna, che ha avviato lo studio. Il team ha utilizzato il software di simulazione Smoothed Particle Hydrodynamics per ricreare digitalmente tali impatti, variando sia la composizione di Plutone che del suo impattatore, così come la velocità e l’angolo dell’impatto. Queste simulazioni hanno confermato i sospetti degli scienziati sull’angolo obliquo dell’impatto e determinato la composizione dell’impatto.
Nessun oceano sotterraneo su Plutone
Lo studio attuale getta nuova luce anche sulla struttura interna di Plutone. Infatti, un impatto gigante come quello simulato è molto più probabile che si sia verificato all’inizio della storia di Plutone piuttosto che in tempi più recenti. Tuttavia, ciò pone un problema: una depressione gigante come Sputnik Planitia ci si aspetterebbe che si spostasse lentamente verso il polo del pianeta nano nel tempo a causa delle leggi della fisica, poiché è meno massiccia rispetto ai suoi dintorni. Eppure è rimasta vicino all’equatore. La spiegazione teorizzata in precedenza invocava un oceano d’acqua liquida sotterraneo, simile a diversi altri corpi planetari nel sistema solare esterno. Secondo questa ipotesi, la crosta ghiacciata di Plutone sarebbe più sottile nella regione di Sputnik Planitia, causando il rigonfiamento dell’oceano verso l’alto e, poiché l’acqua liquida è più densa del ghiaccio, causando un surplus di massa che induce la migrazione verso l’equatore.
Il nuovo studio offre una prospettiva alternativa, secondo gli autori, puntando a simulazioni in cui tutto il mantello primordiale di Plutone viene scavato dall’impatto e, mentre il materiale del nucleo dell’impatto si schianta sul nucleo di Plutone, crea un eccesso di massa locale che può spiegare la migrazione verso l’equatore senza un oceano sotterraneo, o al massimo uno molto sottile.
Denton, che ha già intrapreso un progetto di ricerca per stimare la velocità di questa migrazione, ha affermato che questa ipotesi di origine nuova e creativa per la caratteristica a forma di cuore di Plutone potrebbe portare a una migliore comprensione dell’origine del pianeta nano.