Quando nel 2017 Oumuamua attraversò il nostro Sistema Solare, fu il primo Oggetto Interstellare (ISO) confermato a farlo. Successivamente, nel 2019, la Cometa 2I/Borisov seguì lo stesso percorso. Questi due eventi rappresentano gli unici casi confermati di ISO che hanno visitato il nostro Sistema Solare. Tuttavia, è molto probabile che nel corso della sua lunga storia, il nostro Sistema Solare abbia ospitato molti altri ISO e che ne ospiterà molti altri in futuro.
È evidente che esistano numerosi di questi oggetti nello spazio interstellare, e ci si aspetta che il prossimo Osservatorio Vera Rubin possa rivelarne molti altri. La possibilità che il Sole possa catturare un ISO o un pianeta errante è una prospettiva intrigante, simile al modo in cui alcuni pianeti hanno catturato delle lune. Questo scenario dipende principalmente dal concetto di spazio di fase.
Immaginiamo cosa potrebbe accadere al nostro maturo e tranquillo Sistema Solare se dovesse improvvisamente accogliere un nuovo membro. Le conseguenze sarebbero determinate dalla massa dell’oggetto e dall’orbita finale che esso assumerebbe. Mentre Borisov e Oumuamua erano oggetti di dimensioni più contenute, l’arrivo di un pianeta errante di dimensioni maggiori potrebbe generare un caos orbitale significativo. Sebbene sia un’ipotesi altamente improbabile, potrebbe teoricamente influenzare il corso della vita sulla Terra.
La recente ricerca pubblicata su Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, dal titolo “Cattura permanente nel Sistema Solare“, offre interessanti spunti su come il nostro Sistema Solare potrebbe catturare un ISO. Gli autori dello studio sono Edward Belbruno, del Dipartimento di Scienze Matematiche della Yeshiva University, e James Green, ex della NASA e attualmente di Space Science Endeavours.
Il concetto di spazio di fase è una rappresentazione matematica che descrive lo stato di un sistema dinamico come il nostro Sistema Solare. Utilizzando coordinate che rappresentano sia la posizione che il momento, lo spazio di fase si configura come un ambiente multidimensionale che contempla tutte le possibili configurazioni orbitali attorno al Sole.
Questo spazio di fase cattura le caratteristiche di posizione e momento di un sistema dinamico, evidenziando punti di cattura in cui un ISO potrebbe essere gravitazionalmente legato al Sole. Basato sulla meccanica hamiltoniana, lo spazio di fase coinvolge vari parametri come l’eccentricità orbitale, l’asse semi-principale e l’inclinazione orbitale, creando un paesaggio multidimensionale complesso.
Nel dettaglio, lo spazio di fase del nostro Sistema Solare presenta due tipologie di punti di cattura: deboli e permanenti. I punti di cattura deboli rappresentano regioni in cui un oggetto può essere temporaneamente attratto in un’orbita semi-stabile, spesso situati ai margini dei confini gravitazionali degli oggetti. Al contrario, i punti di cattura permanenti sono aree in cui un oggetto può essere permanentemente catturato in un’orbita stabile, mantenendo un equilibrio tra momento angolare ed energia.
La complessità dello spazio di fase del nostro Sistema Solare coinvolge numerosi corpi in movimento e le loro coordinate in continua evoluzione. Piccole variazioni nelle coordinate possono consentire agli oggetti di transi…
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