Plutone dovrebbe essere un pianeta? Di Cerere, Haumea, Makemake ed Eris

La storica risoluzione dell’Unione Astronomica Internazionale che ha declassato Plutone nasceva da un’esigenza: definire cosa sia un pianeta. Un’esigenza che si è fatta più forte con la scoperta di altri oggetti simili al pianeta nano più amato della storia.

Nel 2005, un gruppo di astronomi guidati da Mike Brown del Caltech – lo stesso della questione Planet Nine – aveva annunciato la scoperta di un nuovo oggetto Trans-Nettuniano, quella classe di oggetti cui appartengono i corpi che si trovano oltre l’orbita di Nettuno. Fino a quel momento, Plutone a parte, tutti gli oggetti scoperti appartenenti a questa categoria erano piccoli, simili ad asteroidi. Ma il corpo scoperto da Brown e colleghi, poi chiamato Eris, non poteva essere considerato alla stregua di un asteroide. Alcuni lo volevano definire pianeta così come Plutone, altri invece non erano soddisfatti dalla definizione: come si poteva mettere un corpo del genere, sferoidale e dalla forma di pianeta ma piccolissimo e dall’orbita che ricordava più quella di una cometa, nella stessa categoria dei pianeti maggiori? E se se ne fossero scoperte altre decine – una cosa che a quel punto non si poteva più escludere – la lista dei pianeti avrebbe dovuto continuare ad allungarsi?

La scoperta di Eris, Makemake e Haumea

“Scoperto il decimo pianeta” titolava un comunicato della Nasa del luglio 2005. Il pianeta, allora noto come 2003 UB313 era quello che di lì a breve sarebbe stato designato come (136199) Eris, per gli amici semplicemente Eris. Il nuovo pianeta era un po’ più grande di Plutone, e decisamente più massiccio con il suo quasi quarto di massa lunare (per confronto, Plutone in massa è meno di un quinto della Luna). La scoperta fu annunciata il 29 giugno da un team del Caltech guidato da Mike Brown, ed era stata effettuata proprio come per Plutone, anche se con mezzi decisamente più moderni. Se per Plutone la ricerca era stata effettuata dagli occhi di Tombaugh sulle lastre fotografiche (ne avevamo parlato in un precedente approfondimento), per Eris il processo fu un po’ più automatizzato.

Il telescopio Samuel Oschin Schmidt all’osservatorio di monte Palomar, in California, aveva immortalato Eris nel 2003, solo che non se ne era accorto nessuno. Il software che preselezionava gli oggetti potenzialmente interessanti nelle immagini non aveva notato Eris, che si muoveva troppo poco rispetto allo sfondo del cielo. Nel gennaio 2005 i dati furono ri-analizzati, e così fu scoperto Eris. Vennero poi effettuate altre osservazioni dell’oggetto per determinarne orbita, distanza, dimensioni, per capire insomma di cosa si trattava: e non c’erano dubbi, era un oggetto del tutto simile a Plutone, quindi se Plutone era un pianeta anche Eris doveva esserlo.

Come se ciò non bastasse, insieme alla scoperta di Eris il team di Brown annunciò anche quella di Makemake, un altro oggetto simile. L’annuncio venne fatto pochi giorno dopo quello di un team spagnolo guidato da José Luis Ortiz Moreno della scoperta di un altro oggetto di questa categoria: Haumea. Insomma, la fascia degli oggetti Trans-nettuniani, quelli che si trovano oltre l’orbita di Nettuno proprio come Plutone, si stava improvvisamente popolando di pianeti.

La risoluzione dell’IAU

Ma se già prima della scoperta di Eris, Haumea e Makemake c’era una diatriba sullo status di Plutone, a quel punto la situazione richiedeva davvero un intervento. O si accettava un sistema solare in cui i pianeti erano 12 e chissà quanti altri, in cui alcuni corpi planetari come Plutone erano estremamente diversi dai pianeti principali, oppure occorreva trovare una definizione che fosse in grado di discriminare tra quelli che non potevano essere altro che pianeti (gli 8 principali) e questa nuova classe di pianetini che si stava popolando.

Nel 2006 venne allora istituita una commissione per decidere se Plutone dovesse essere un pianeta oppure no. Una tra le proposte più in voga fu che un pianeta, per essere definito tale, dovesse essere un oggetto abbastanza massiccio da aver raggiunto l’equilibrio idrostatico, ossia doveva essere più o meno sferoidale. Una definizione che avrebbe mantenuto tra i pianeti anche Plutone, Eris e compagnia. Peraltro, con questa definizione, non solo Plutone rimaneva pianeta (e questa era una cosa positiva, visto che era riconosciuto come tale da quasi un secolo), ma anche gli altri pianetini, Cerere, Eris, Haumea, e persino Caronte suo satellite avrebbero assunto questo status. Fu così che, dopo lunghe discussioni che culminarono al congresso dell’Unione Astronomica Internazionale del 2006 a Praga, si arrivò alla storica risoluzione B5.

Le osservazioni contemporanee stanno cambiando la nostra comprensione dei sistemi planetari, ed è importante che la nomenclatura degli oggetti rifletta la nostra comprensione attuale. Ciò si applica, in particolare, alla definizione “pianeti”. La parola “pianeta” in origine descriveva gli “erranti” che erano noti solo come luci in moto nel cielo. Scoperte recenti ci hanno portato a creare una nuova definizione, che abbiamo potuto creare usando le correnti informazioni scientifiche a disposizione.

Introduzione alla risoluzione B5 dell’IAU

La IAU pertanto ha decretato che i pianeti e gli altri corpi, fatta eccezione per i satelliti, nel Sistema Solare sono definiti in tre categorie distinte:

1. Un pianeta è un corpo celeste che (a) orbita attorno al Sole, (b) ha massa sufficiente affinché la sua auto-gravità superi le forze di corpo rigido così da assumere una forma dovuta all’equilibrio idrostatico (quasi tonda), e (c) ha ripulito le vicinanze della sua orbita.
2. Un pianeta nano è un corpo celeste, non satellite, per cui valgono i punti (a) e (b), ma non (c).
3. Tutti gli altri oggetti, fatta eccezione per i satelliti, sono definiti come corpi minori del Sistema Solare.

A Plutone comunque restò il merito di essere il primo della sua categoria oltre l’orbita di Nettuno, per cui come premio di consolazione per chi era dispiaciuto del famoso “declassamento” di Plutone, si riconobbe con la risoluzione B6 che Plutone era il prototipo della sua classe di oggetti, che spesso vengono chiamati plutini o plutoidi.

Non una definizione così rigida dopotutto

La discriminante tra pianeta e pianeta nano è quindi che questo abbia o meno ripulito la sua orbita. Cerere si trova nella Fascia Principale di Asteroidi, Plutone ed Eris sono nella regione degli oggetti Trans-Nettuniani nella fascia di Kuiper. In entrambi questi luoghi ci sono molti oggetti, e quindi il criterio di pulizia non è rispettato e questi oggetti sono definiti come pianeti nani. Eppure, si tratta pur sempre di un criterio qualitativo: non esistono orbite veramente pulite, neanche per i pianeti principali. Facilmente si trovano asteroidi, comete, o anche della semplice polvere, a intersecare l’orbita di ogni singolo oggetto del Sistema Solare. In genere però si intende che queste orbite siano pulite da corpi di dimensioni confrontabili: se anche tutti gli asteroidi della Fascia Principale sono più piccoli di Cerere, molti non sono poi così tanto più piccoli (un fisico direbbe che l’ordine di grandezza è lo stesso, per esempio 10, 100, o 1000 metri). Sfido invece a trovare un corpo di dimensione confrontabile a quella di Giove, sulla sua orbita.

Ci sono state anche alcune proposte per formalizzare questo criterio, per quanto poi nessuna di esse sia stata ufficialmente adottata dall’IAU. Per esempio nello stesso 2006 l’astronomo Steven Soter propose, in uno studio pubblicato su The Astronomical Journal, di usare un parametro chiamato “discriminante planetaria” data dal rapporto tra la massa del corpo in esame e della somma di tutte le masse degli altri oggetti che possono potenzialmente collidere con il corpo in esame. Se la discriminante planetaria è maggiore di 100, allora il corpo in esame è un pianeta.

E i pianeti extrasolari?

Ai tempi della risoluzione dell’IAU, la scienza dei pianeti extrasolari, o esopianeti che dir si voglia, era nata da veramente poco tempo. Le prime scoperte di pianeti orbitanti attorno ad altre stelle risalgono agli anni ’90. Inoltre, possiamo ragionevolmente sperare di riuscire a vedere corpi minori o pianeti nani attorno ad altre stelle? Probabilmente no, neanche nelle ipotesi più ottimiste, o comunque per ora non è mai successo. Osservare un pianeta extrasolare è già una grande sfida, in molti casi ai limiti della tecnologia di frontiera. Non stupisce quindi se nella risoluzione del 2006 si parli esplicitamente e solamente dei corpi del nostro sistema planetario, il Sistema Solare. In linea di principio la stessa definizione si potrebbe applicare anche ad altri sistemi planetari, sarebbe sufficiente eliminare la parola “Solar System” dalla risoluzione, ma per ora non è stata ufficializzata alcuna definizione di questo tipo. Come visto nel caso di Plutone, gli astronomi sono persone che cercano definizioni solo nel momento in cui si rendono veramente necessarie.

Declassamento o definizione?

La vicenda di Plutone ha fatto indispettire molti. Questo “declassamento” dallo stato di pianeta a quello di pianeta nano è stato visto come un’ingiustizia da parte di molte persone: il povero pianetino con il cuore veniva cacciato dalla cerchia dei pianeti. Ci sono due problemi in questa visione: il primo è che, come abbiamo visto, banalmente una definizione di pianeta prima del 2006 non esisteva. Quindi in realtà Plutone non è stato ri-definito, ma ha avuto per la prima volta una definizione nel 2006 proprio come tutti gli altri pianeti. Nei libri di scuola Plutone era annoverato tra i pianeti per consuetudine, non per definizione. Il secondo problema è il vedere le classificazioni di questo tipo in chiave gerarchica. Sono solo nomi che identificano classi di oggetti nel sistema planetario, non si tratta di un sistema piramidale simile in qualche modo a delle classi sociali.

Quali sono i pianeti nani e quanti altri ce ne potrebbero essere?

Per essere sferico, un corpo planetario deve essere sufficientemente massiccio, abbiamo detto. Questo avviene in genere attorno agli 800 chilometri di diametro per i corpi rocciosi, ma anche attorno ai 200-400 per quelli ghiacciati (come appunto, Plutone e la maggior parte dei trans-nettuniani). Ciò significa che quando scopriamo un nuovo oggetto trans-nettuniano, se riusciamo a determinarne la dimensione possiamo farci un’idea sulla sua sfericità anche senza vederlo da vicino. Finora gli unici pianeti nani ufficialmente riconosciuti dalla IAU sono quelli di cui abbiamo parlato: Cerere, Plutone, Eris, Haumea e Makemake. Ma ce ne sono altri in lista di attesa, che sono Orcus, Quaoar, Gonggong, Salacia, 2002 MS4 e Sedna. Tutti questi oggetti hanno diametri maggiori di 800 chilometri e quindi quasi certamente sono sferoidali e saranno ufficialmente riconosciuti nei prossimi anni. Oltre a questi ce ne sono decine di altri, circa una cinquantina, che potrebbero rientrare in questa lista se riceveranno ulteriori conferme sperimentali.

Leggi anche lo speciale su Cerere e quello su Plutone!

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