Nel 2006, l’Unione Astronomica Internazionale (UAI) ha introdotto una nuova definizione di pianeta, cambiando il modo in cui classifichiamo i corpi più grandi del sistema solare. Secondo questa definizione, un pianeta è un corpo celeste che:
- orbita attorno al Sole,
- è in equilibrio idrostatico, cioè ha una forma quasi sferica,
- ha “ripulito le vicinanze” attorno alla sua orbita.
Mentre il primo e il secondo criterio sono facili da comprendere, il terzo necessita di una spiegazione più approfondita.
Un corpo celeste che ha “ripulito le vicinanze” domina l’area attorno alla sua orbita, e nessun oggetto di dimensioni comparabili si trova nella stessa zona, ad eccezione di quelli sotto la sua influenza gravitazionale, come i suoi satelliti. Durante le ultime fasi della formazione planetaria, i corpi più grandi rimuovono gradualmente quelli più piccoli, provocandone la distruzione, la trasformazione in satelliti, lo spostamento in un'orbita in risonanza o l'espulsione dalla loro zona orbitale. Questo è il processo definito “ripulire le vicinanze”.
Se un grande corpo soddisfa tutti e tre i criteri, è un pianeta. Se un oggetto che non è un satellite soddisfa solo i primi due criteri e non ha ripulito le sue vicinanze, è considerato un “pianeta nano”. Un oggetto che soddisfa solo il primo requisito, e non è un satellite, viene classificato come un “piccolo corpo del sistema solare”.
Questa nuova definizione di pianeta deriva da una lunga disputa sullo status di Plutone e di altri piccoli oggetti nel sistema solare. Quando Cerere fu scoperto nel 1801, fu considerato un pianeta, ma quando furono osservati sempre più corpi di dimensioni comparabili, divenne chiaro che era necessaria una nuova categoria di oggetti. Tutti i corpi recentemente scoperti furono poi catalogati come “asteroidi”.
Nel 1930, fu scoperto Plutone e inizialmente fu considerato come il nono pianeta. Negli anni '90 era ormai chiaro che Plutone era molto più piccolo di qualsiasi altro pianeta e, con la sua orbita eccentrica e inclinata, molti astronomi stavano mettendo in dubbio il suo status di pianeta. Agli inizi degli anni 2000 furono scoperti diversi altri corpi di dimensioni paragonabili a quelle di Plutone attorno alla stessa orbita, e così venne definito il concetto di pianeta nano. Quindi, quali oggetti del sistema solare sono classificati come pianeti nani?
Immagine di Plutone scattata da New Horizons nel 2015 (NASA).
Plutone
Plutone è ovviamente il pianeta nano più conosciuto, nonché il prototipo di questa categoria di oggetti. La sua massa è solo circa lo 0,2% di quella della Terra e circa 25 volte più piccola della massa del pianeta più piccolo, Mercurio. Invece il suo diametro è circa la metà di quello di Mercurio e un quinto del diametro della Terra. L'orbita di Plutone è eccentrica e varia tra 29,7 e 49,3 unità astronomiche (UA), con un semiasse maggiore di 39,5 UA. Per questo motivo, Plutone è talvolta più vicino al Sole di Nettuno (la cui orbita ha un semiasse maggiore di 30 UA), ma l’inclinazione dell’orbita di Plutone mantiene i due corpi lontani l’uno dall’altro. Plutone e Nettuno hanno una risonanza orbitale 2:3, il che significa che per ogni due orbite di Plutone attorno al Sole, Nettuno ne fa tre. Sebbene Plutone sia l'oggetto transnettuniano più grande conosciuto (ma non il più massiccio), sono stati scoperti vari altri corpi con dimensioni e orbite comparabili.
Plutone ha cinque satelliti noti, il più grande dei quali è Caronte. Poiché il diametro di Caronte è più della metà di quello di Plutone, i due corpi sono talvolta considerati un sistema binario. Gli altri quattro satelliti, Stige, Notte, Cerbero e Idra, sono molto più piccoli. Nel 2015, la sonda New Horizons è stata la prima a visitare Plutone e il suo sistema. Grazie a questa missione gli astronomi hanno potuto osservare che Plutone ha una tenue atmosfera e una superficie variegata con diverse formazioni geografiche e geologiche.
Cerere
Come accennato in precedenza, Cerere è stato il primo asteroide mai scoperto e, analogamente a Plutone, inizialmente fu considerato un pianeta. Si trova nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove e la sua orbita ha un semiasse maggiore di 2,8 UA. Cerere è l'oggetto più grande nella fascia degli asteroidi, ma il suo diametro è meno della metà di quello di Plutone e circa il 7% della sua massa. Nel 2015, la sonda Dawn ha raggiunto Cerere e ne ha studiato la superficie, scoprendo prove di criovulcanismo. La missione si è conclusa nel 2018, ma Dawn rimane in orbita attorno a Cerere.
Immagine di Cerere scattata da Dawn nel 2015 (Justin Cowart).
Eris
Eris è il pianeta nano e oggetto transnettuniano noto più massiccio nel sistema solare, situato nel disco diffuso. Tuttavia, il suo diametro è leggermente più piccolo di quello di Plutone. Scoperto nel 2005, fu subito chiaro che era piuttosto massiccio, e inizialmente fu descritto come il “decimo pianeta”. La scoperta di Eris, e la prospettiva di trovare altri oggetti simili, portarono l'UAI a definire il concetto di pianeta nano. Eris ha una luna, chiamata Disnomia, che è circa un quarto delle dimensioni di Eris ed è anche il secondo satellite più grande di un oggetto transnettuniano, dopo Caronte. L'orbita di Eris è ancora più inclinata ed eccentrica di quella di Plutone, e si estende tra 38 AU e 97 AU, con un semiasse maggiore di quasi 68 AU.
Haumea
Haumea è un oggetto transnettuniano scoperto nel 2004. Ha circa un terzo della massa di Plutone, con un'orbita eccentrica e inclinata compresa tra 29 UA e 49 UA, e un semiasse maggiore di 43 UA. Si ritiene che Haumea ruoti così velocemente che la sua forma è stata distorta in un ellissoide, pur mantenendo l'equilibrio idrostatico. Le stime sulle dimensioni dell’ellissoide variano, con il diametro medio stimato essere circa due terzi di quello di Plutone. Haumea ha due lune, Hiʻiaka e Namaka, e nel 2017 è stato scoperto un sistema di anelli attorno al pianeta nano, il primo mai osservato per un oggetto transnettuniano.
Makemake
Makemake è un altro oggetto transnettuniano, situato nella fascia di Kuiper e scoperto nel 2005. Analogamente agli altri pianeti nani della stessa regione, la sua orbita è inclinata ed eccentrica, con un semiasse maggiore di 45 UA. Il diametro di Makemake è circa il 60% di quello di Plutone, mentre la sua massa è solo un quarto di quella di Plutone, quindi è leggermente più piccolo di Haumea. Makemake ha un satellite noto, che non ha ancora un nome permanente ed è provvisoriamente soprannominato MK2.
Images of Eris, Haumea, and Makemake taken by the Hubble Space Telescope (NASA, ESA, and M. Brown, NASA, NASA, ESA, and A. Parker and M. Buie (Southwest Research Institute)).
Altri possibili pianeti nani
Oltre a Plutone, Cerere, Eris, Haumea e Makemake, gli oggetti comunemente considerati pianeti nani sono Gonggong, Quaoar, Sedna e Orco, e talvolta Salacia. Il più grande di questi è Gonggong, il cui diametro è circa metà di quello di Plutone e ha un satellite, Xiangliu. Leggermente più piccolo di Gonggong è Quaoar. Oltre a una luna chiamata Weywot, Quaoar ha anche un sistema di anelli. Orco è leggermente più piccolo di Cerere e, come Plutone, ha una risonanza orbitale 2:3 con Nettuno e una grande luna, chiamata Vanth. Nel frattempo Salacia è considerato un caso limite e c'è meno consenso sulla sua classificazione come pianeta nano. Salacia ha un diametro che è circa un terzo di quello di Plutone e ha una luna, Actaea.
Sedna è uno degli oggetti transnettuniani e possibili pianeti nani più peculiari. Scoperto nel 2003, è un po' più grande di Cerere e ha una delle orbite più larghe e allungate di qualsiasi altro corpo conosciuto del sistema solare. Il suo afelio (massima distanza dal Sole) è di ben 937 AU, mentre il suo perielio (minima distanza dal Sole) è di 76 AU, due volte e mezzo la distanza di Nettuno dal Sole. Sono ora noti vari altri oggetti con orbite abbastanza simili, e questo raggruppamento ha spinto alcuni astronomi a proporre la presenza di un grande pianeta ancora non scoperto situato nelle zone più remote del sistema solare, la cui influenza gravitazionale potrebbe spiegare questa anomalia.
Ci sono numerosi altri corpi che potrebbero essere classificati come pianeti nani. Tra questi ci sono alcuni oggetti transnettuniani più piccoli di Salacia, come 2002 MS4, 2002 AW197, Varda, 2013 FY27, Issione e 2003 AZ84. È improbabile che oggetti più piccoli siano pianeti nani. Inoltre, ci sono vari altri oggetti distanti le cui dimensioni sono ancora sconosciute e sono quindi difficili da classificare.
Confronto dei più grandi oggetti transnettuniani conosciuti insieme alla Terra e alla Luna (Lexicon, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0). Se incluso, Cerere sarebbe tra Sedna e Orco.
| Nome | Diametro medio (km) | Massa/Massa di Plutone | Semiasse maggiore (perielio-afelio) (UA) | Eccentricità orbitale | Inclinazione orbitale (rispetto all'eclittica) |
|---|---|---|---|---|---|
| Terra (per confronto) | 12742 | 458.34 | 1.00 (0.98-1.02) | 0.02 | 0.0° |
| Mercurio (per confronto) | 4879 ±2 | 25.33 | 0.39 (0.31-0.47) | 0.20 | 7.0° |
| Luna (per confronto) | 3475 | 5.63 | – | 0.05 | 5.1° |
| Plutone | 2377 ±2 | 1.00 | 39.5 (29.7-49.3) | 0.25 | 17.2° |
| Eris | 2326 ±12 | 1.25 | 67.9 (38.3-97.5) | 0.44 | 44.0° |
| Haumea | ≈1560 | 0.31 | 43.1 (34.6-51.6) | 0.20 | 28.2° |
| Makemake | 1430 +38-22 | 0.24 | 45.4 (38.1-52.8) | 0.16 | 29.0° |
| Gonggong | 1230 ±50 | 0.13 | 67.5 (33.8-101.2) | 0.50 | 30.6° |
| Quaoar | 1086 ±4 | 0.09 | 43.7 (41.9-45.5) | 0.04 | 8.0° |
| Sedna | 995 ±80 | Sconosciuta | 506 (76-937) | 0.85 | 11.9° |
| Cerere | 939 | 0.07 | 2.77 (2.55-2.98) | 0.08 | 10.6° |
| Orco | 910 +50-40 | 0.04 | 39.2 (30.3-48.1) | 0.22 | 20.6° |
| Salacia | 846 ±21 | 0.04 | 42.2 (37.7-46.7) | 0.11 | 23.9° |
| 2002 MS4 | 796 ±24 | Sconosciuta | 41.7 (35.7-47.8) | 0.14 | 17.7° |
| 2002 AW197 | 768 ±39 | Sconosciuta | 47.0 (40.9-53.2) | 0.13 | 24.4° |
| 2013 FY27 | 742 +78-83 | Sconosciuta | 58.6 (35.2-81.9) | 0.40 | 33.3° |
| Varda | 740 ±14 | 0.02 | 46.1 (39.5-52.7) | 0.14 | 21.5° |
| 2003 AZ84 | 727 +62-66 | ≈0.01 | 39.4 (32.2-46.6) | 0.18 | 13.6° |
| Issione | 710 ±1 | Sconosciuta | 39.8 (30.0-49.6) | 0.25 | 19.6° |
| 2021 DR15 | ≈700 | Sconosciuta | 67.2 (37.8-96.5) | 0.44 | 30.7° |
| 2004 GV9 | 680 ±34 | Sconosciuta | 42.2 (38.7-45.6) | 0.08 | 22.0° |
| 2005 RN43 | 679 +55-73 | Sconosciuta | 41.4 (40.6-42.1) | 0.02 | 19.3° |
| 2015 KH162 | ≈671 | Sconosciuta | 61.8 (41.5-82.1) | 0.33 | 28.9° |
| 2002 UX25 | 659 ±38 | 0.01 | 42.5 (36.5-48.5) | 0.14 | 19.5° |
| 2018 VG18 | ≈656 | Sconosciuta | 81.7 (38.3-125.0) | 0.53 | 24.3° |
| Varuna | 654 +154 -102 | Sconosciuta | 42.7 (40.3-45.1) | 0.06 | 17.2° |
| 2005 RM43 | ≈644 | Sconosciuta | 89.6 (35.1-144.1) | 0.61 | 28.8° |
| Gǃkúnǁʼhòmdímà | 642 ±28 | 0.01 | 72.8 (37.5-108.1) | 0.48 | 23.4° |
| 2010 RF43 | ≈636 | Sconosciuta | 49.7 (37.5-61.9) | 0.25 | 30.6° |
| 2014 UZ224 | 635 +65-72 | Sconosciuta | 107.6 (38.3-177.0) | 0.64 | 26.8° |
| 2014 EZ51 | ≈626 | Sconosciuta | 52.4 (40.4-64.4) | 0.23 | 10.3° |
| 2015 RR245 | ≈626 | Sconosciuta | 81.4 (33.9-128.8) | 0.58 | 7.6° |
| Caos | 600 +140 -130 | Sconosciuta | 45.8 (41.0-50.6) | 0.11 | 12.0° |
Confronto delle caratteristiche fisiche e orbitali dei pianeti nani confermati e possibili con diametri medi superiori a 600 km, insieme a Terra, Mercurio e Luna. Vari altri oggetti potrebbero avere dimensioni simili ma non sono ancora ben conosciuti. Il semiasse maggiore dell’orbita della Luna è stato omesso poiché è il satellite della Terra.