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Nel 2019, la sonda New Horizons della NASA catturò la prima immagine di un 'pupazzo di neve' ben oltre l'orbita di Nettuno: l'oggetto 2014 MU69, soprannominato Ultima Thule. Sorprendentemente, gli scienziati hanno scoperto che circa il 10% degli asteroidi nella fascia di Kuiper presenta questa forma. Un'abbondanza che non può essere una coincidenza e che ha richiesto una spiegazione plausibile, finalmente arrivata.
Questi 'pupazzi di neve' sono in realtà planetesimi, i mattoni primordiali dei pianeti rocciosi formatisi nelle prime fasi del Sistema Solare. La fascia di Kuiper ospita la più grande concentrazione intatta di questi oggetti. Studi recenti hanno rivelato che circa il 10% di essi sono oggetti binari di contatto, composti da due sfere unite che ricordano appunto un pupazzo di neve. La prima immagine di un oggetto simile fu scattata, come detto, nel 2019 dalla sonda New Horizons. Questa scoperta ha stimolato la ricerca sui meccanismi di formazione di queste strutture insolite, poiché i modelli precedenti non riuscivano a spiegare la loro forma bilobata.
Un team di ricercatori della Michigan State University ha proposto una spiegazione basata sul collasso gravitazionale. Attraverso una simulazione computerizzata, la prima veramente realistica, hanno dimostrato che un planestesimo si forma inizialmente dall'agglomerazione di piccole particelle. Successivamente, la forza di gravità e la rotazione lo dividono in due frammenti. Questi due frammenti rimangono legati gravitazionalmente e spiraleggiano l'uno verso l'altro, entrando in contatto delicatamente e fondendosi, mantenendo però le loro forme arrotondate. Questo processo contrasta con le precedenti simulazioni idrodinamiche, che prevedevano la formazione di un'unica sfera.
Il modello del collasso gravitazionale si accorda bene con le osservazioni: la presenza di oggetti binari di contatto nel 10% della popolazione suggerisce che il meccanismo di formazione non sia un evento raro. A differenza di altre ipotesi che richiedono collisioni insolite o condizioni esotiche, il processo proposto avviene naturalmente all'interno del disco protoplanetario. Dopo la fusione, gli oggetti rimangono stabili grazie alla scarsa densità della fascia di Kuiper, dove la probabilità di collisioni distruttive è minima.
Questo modello ha permesso di verificare con un alto grado di accuratezza l'ipotesi del collasso gravitazionale e di riprodurre le forme osservate. In futuro, potrà essere utilizzato per studiare strutture più complesse, composte da tre o quattro 'sfere' fuse, e per migliorare la comprensione dei processi di formazione dei piccoli corpi del Sistema Solare. La ricerca apre nuove prospettive sulla composizione e l'evoluzione della fascia di Kuiper, una regione ancora in gran parte inesplorata che custodisce importanti indizi sulla nascita del nostro sistema planetario. Studi futuri potrebbero concentrarsi sull'analisi dettagliata della composizione chimica di questi oggetti binari, per confermare ulteriormente la validità del modello proposto e per comprendere meglio le condizioni ambientali presenti nel disco protoplanetario durante la loro formazione.
