500000 Quaoar è un oggetto transnettuniano (la sua orbita si trova interamente o per la maggior parte oltre a quella di Nettuno) che gira attorno al Sole con un’orbita pressoché circolare con semiasse maggiore pari a circa 6 miliardi e mezzo di chilometri.
Non è un vero e proprio pianeta ma un planetoide, relativamente freddo e grande circa due terzi di Plutone. Appartiene ad un gruppo di oggetti chiamati cubewani che sono tipici della fascia di Kuiper. Questo pianeta nano sembra avere un anello che si estende ben oltre la distanza a cui un anello dovrebbe essere stabile
Ma adiamo per gradi. Nel 1848, l’astronomo francese Edouard Roche definì il concetto di limite di Roche, in cui calcolava la distanza a cui le forze mareali di un pianeta avrebbero superato la forza gravitazionale che tiene insieme una luna. All’interno di quella regione, la forza gravitazionale vince la gravità della luna e la fa a pezzi.
Detta altrimenti, è la distanza minima dal centro di un corpo celeste al di sotto della quale un altro corpo di massa inferiore e che gli orbita attorno si può mantenere coeso solo grazie alla propria forza di gravità senza frammentarsi per effetto della distorsione indotta dalla differenza di gravità che si instaura sulla parte del corpo minore più vicina al corpo celeste attorno a cui orbita, rispetto a quella più lontana.
Questo ci dice che soltanto al di fuori di questo limite i piccoli oggetti come la polvere e i detriti si possono fondere grazie alla loro stessa gravità e formare una vera e propria luna. Con la scoperta dell’anello di 500000 Quaoar, il limite di Roche potrebbe aver bisogno di una correzione.
All’interno del Sistema solare, gli anelli dei pianeti come Giove e Saturno, così come quelli intorno agli altri pianeti giganti, si trovano all’interno dei limiti di Roche. Per Giove, tale limite è a 175mila km, per Saturno a 147mila km, per Urano a 62mila km e per Nettuno a 59mila km.
Non soltanto i pianeti sono in accordo con il limite di Roche, anche il pianeta nano 136108 Haumea, il più piccolo ad avere anelli, li ha entro il suo limite Roche. Invece, l’anello irregolare intorno a Quaoar infrange la regola.
L’anello e la luna
Con un diametro di 1110 km, Quaoar è uno dei più grandi oggetti conosciuti nel Sistema solare esterno e l’unica sua luna, chiamata Weywot, ha una dimensione di circa 160 km. Nel 2018, i dati osservativi hanno notato del materiale intorno a Quaoar ma solo nel 2020, grazie all’ausilio del telescopio spaziale Cheops dell’Agenzia spaziale europea, è stato possibile osservarlo a fondo, sfruttando le occultazioni stellari, quando esso passava davanti a stelle lontane e ne affievoliva la luce.
Le osservazioni hanno mostrato un anello posto a 4100 chilometri dal centro di Quaoar, dove il suo limite classico di Roche dovrebbe essere a 1780 km. Secondo i calcoli, un anello a quella distanza non dovrebbe essere stabile ma dovrebbe collassare o allontanarsi nel tempo. Questo anello mostra una regione molto sottile larga circa 5 km a una grande regione larga circa 300 km. Compattando tutto il materiale in una singola luna, verrebbe fuori una palla di circa 10 km, meno di un decimo delle dimensioni della sua luna Weywot.
Le ipotesi sulla sua formazione potrebbero essere una collisione all’interno del sistema di Quaoar, anche se un tale anello dovrebbe durare solo pochi decenni, oppure un effetto delle risonanze orbitali fra Quaoar e la sua luna Weywot.
Quello che è certo è che la scala e la dinamica dei corpi piccoli è diversa da quella dei pianeti giganti e, a quanto pare, ancora riesce a mettere in discussione l’attuale comprensione dei sistemi con anelli e di come si formano ed evolvono.
