Eris: il pianeta nano che supera Plutone in massa

Eris: il pianeta nano che supera Plutone in massa

Eris è il pianeta nano conosciuto più massiccio e il secondo più grande del Sistema Solare. È anche il più grande oggetto conosciuto del Sistema Solare che non sia mai stato visitato da una sonda spaziale — un primato che detiene semplicemente perché si trova troppo lontano da qualsiasi altra cosa che valga la pena visitare prima.

Ciò che rende Eris genuinamente strana è una discrepanza: è leggermente più piccola di Plutone se misurata in diametro, eppure lo supera in massa del 27%. Un mondo che perde in dimensioni ma vince in massa è una cosa strana da concepire, ed è esattamente il tipo di anomalia che ha costretto gli astronomi a fermarsi e definire finalmente cosa sia davvero un "pianeta".

Quel problema di definizione non è un dettaglio marginale nella storia di Eris — è l'intera storia. Trovare un corpo oltre Nettuno che sembrava rivaleggiare con Plutone per dimensioni ha messo l'Unione Astronomica Internazionale di fronte a una scelta: chiamare Eris il decimo pianeta, oppure tracciare una nuova linea che collocasse sia Eris sia Plutone dall'altra parte. Hanno scelto la linea, ed Eris è diventata il motivo per cui Plutone ha perso il suo vecchio titolo.

Una scoperta nata da vecchie immagini

Eris fu scoperta dal team formato da Mike Brown, Chad Trujillo e David Rabinowitz il 5 gennaio 2005, a partire da immagini in realtà scattate il 21 ottobre 2003. Passò più di un anno tra il momento in cui la luce colpì il telescopio e il momento in cui qualcuno riconobbe cosa ci fosse nell'immagine — un promemoria del fatto che gran parte della scoperta astronomica avviene non al telescopio ma in seguito, alla scrivania, setacciando dati che nessuno aveva ancora avuto il tempo di controllare a fondo.

L'Osservatorio di Palomar visto da lontano sulla sua montagna, il sito dove fu scoperta Eris
L'Osservatorio di Palomar in California, dove il team di Mike Brown individuò Eris in immagini scattate anni prima. Foto: Z3lvs, pubblico dominio, via Wikimedia Commons

Un nome scelto per il caos

Eris fu nominata nel settembre 2006 in onore della dea greco-romana della discordia e del conflitto. È difficile immaginare una scelta più azzeccata: la scoperta di questo singolo oggetto è ciò che spinse la IAU nello scontro sullo status planetario di Plutone, e la dea della discordia finì per dare il nome all'oggetto che l'aveva causato.

Più piccola in larghezza, più pesante in massa

Determinare le dimensioni esatte di Eris ha richiesto anni. Il suo diametro è stato infine misurato a 2.326 ± 12 km, con i risultati definitivi annunciati nell'ottobre 2011, dopo che gli astronomi cronometrarono per quanto tempo Eris oscurò la luce di una stella lontana passandole davanti — una tecnica molto più precisa che cercare di misurare direttamente, attraverso un telescopio, un disco debole e distante.

Quella misurazione ha chiarito il confronto con Plutone: Eris è leggermente più piccola di Plutone, che misura 2.376,6 ± 1,6 km di diametro, sebbene Eris resti comunque la più massiccia delle due. Il valore della massa deriva dall'osservazione dell'orbita della luna di Eris, Disnomia, attorno al pianeta — usando il moto della luna per "pesare" il pianeta, lo stesso trucco che gli astronomi impiegano in tutto il Sistema Solare. Sulla base del periodo orbitale di Disnomia di 15,774 giorni, risulta che Eris è il 27% più massiccia di Plutone, pur essendo fisicamente il mondo più piccolo.

Rappresentazione artistica dell'ombra proiettata da Eris sulla Terra durante l'occultazione stellare del novembre 2010
Una rappresentazione artistica dell'ombra proiettata da Eris sulla Terra durante l'occultazione del novembre 2010, usata per misurarne il diametro. Foto: ESO/L. Calçada e Nick Risinger, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

Un viaggio di 558 anni intorno al Sole

Eris ha un periodo orbitale di 558 anni — più del doppio dei 248 anni di Plutone — e la sua orbita non assomiglia affatto a un cerchio. Il suo afelio, ovvero il punto più lontano dal Sole, è di 97,7 UA, mentre il perielio, l'avvicinamento massimo, è di 38,4 UA. Ciò significa che Eris trascorre gran parte della sua orbita, lunga secoli, a più del doppio della distanza raggiunta al punto più vicino, oscillando tra una regione relativamente affollata del Sistema Solare esterno e una zona ben oltre quella in cui si avventurano la maggior parte degli oggetti conosciuti.

L'orbita di Eris è anche inclinata di circa 44 gradi rispetto all'eclittica, a differenza degli otto pianeti, le cui orbite giacciono tutte più o meno sullo stesso piano di quella della Terra. Un'inclinazione così marcata distingue Eris persino dalla maggior parte degli altri mondi distanti, e lascia intuire una storia violenta e caotica di incontri gravitazionali, piuttosto che una formazione calma e ordinata sul posto.

Un mondo gelido studiato dalla Terra e dallo spazio

Rappresentazione artistica del pianeta nano ghiacciato e distante Eris su uno sfondo stellato
Una rappresentazione artistica di Eris, la cui superficie ghiacciata e distante è stata studiata dalla Terra e con telescopi spaziali. Foto: ESO/L. Calçada e Nick Risinger (skysurvey.org), CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

A causa della sua enorme distanza e della sua orbita allungata, si stima che la temperatura superficiale di Eris vari da circa 30 a 56 K — abbastanza fredda che, a seconda di dove si trovi Eris nel suo giro di 558 anni attorno al Sole, gas che per la maggior parte dell'orbita rimarrebbero ghiaccio solido possano comportarsi diversamente vicino al perielio.

Nel 2022, la spettroscopia nel vicino infrarosso di Eris condotta dal telescopio spaziale James Webb ha rivelato ghiaccio di metano deuterato sulla sua superficie, in abbondanze inferiori a quelle riscontrate nelle comete della famiglia di Giove come 67P/Churyumov-Gerasimenko. Questo confronto è significativo: significa che il metano di Eris non è arrivato semplicemente nello stesso modo del ghiaccio cometario, e studiare esattamente in cosa differisca aiuta gli astronomi a capire quale tipo di materiale fosse disponibile quando Eris si formò.

Sincronizzata con la sua luna

Eris è in blocco mareale con la sua luna Disnomia, il che significa che il suo periodo di rotazione è sincronizzato con il periodo orbitale della luna, pari a 15,78 giorni terrestri. Eris e Disnomia si rivolgono di fatto sempre la stessa faccia mentre orbitano attorno al loro centro di massa comune — lo stesso tipo di blocco reciproco che lega Plutone alla sua luna maggiore, Caronte.

Disnomia stessa non è certo una piccola compagna. Il suo diametro è stato affinato grazie alle osservazioni radiotelescopiche di ALMA nel 2018, fissandolo a 615 km, il che corrisponde al 24-29% del diametro di Eris stessa — una frazione considerevole per una luna, non certo un piccolo frammento di detriti. Tra le lune conosciute dei pianeti nani, solo Caronte è più grande, il che rende Disnomia la seconda luna più grande di un pianeta nano scoperta finora.

Una possibile seconda luna, mai osservata

L'orbita di Disnomia stessa ha sollevato un enigma. Nel 2023, Marina Brozović e Robert Jacobson hanno proposto che l'orbita non kepleriana di Disnomia — cioè il fatto che il suo percorso non tracci una semplice ellisse fissa come dovrebbe fare l'orbita di una luna solitaria — fosse molto probabilmente causata da una luna interna non osservata che la tira attraverso una risonanza orbitale di moto medio. Nessuno ha mai visto direttamente questa ipotetica seconda luna; la sua presenza viene dedotta solo dal modo in cui sembra spingere Disnomia fuori da un percorso ellittico regolare.

Osservata solo da grande distanza

Eris fu osservata da lontano dalla sonda New Horizons, in uscita dal Sistema Solare, nel maggio 2020, nell'ambito della sua missione estesa dopo il suo riuscito sorvolo di Plutone nel 2015. Fu uno sguardo fugace, non una visita — New Horizons si trovava già ben oltre Plutone e proseguiva verso l'esterno, ed Eris conserva ancora il primato di più grande oggetto conosciuto del Sistema Solare che nessuna sonda abbia mai sorvolato realmente. Per ora, tutto ciò che si sa su Eris è stato appreso dalla Terra, o da grandissima distanza.

Immagine a colori naturali di Plutone scattata dalla sonda New Horizons durante il suo sorvolo del 2015
New Horizons fotografò Plutone da vicino durante il sorvolo del 2015, per poi osservare Eris da lontano nel 2020, mentre proseguiva verso l'uscita dal Sistema Solare. Foto: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker, pubblico dominio, via Wikimedia Commons

Fonti