Quanto è insolito il sistema solare?

In Isaac Asimov 's Fondazione serie, i personaggi principali sono alla ricerca per la Terra-lungo perduto. Ci sono due principali caratteristiche del sistema solare che sembrano renderlo insolito tra i milioni di sistemi abitati: gli anelli di Saturno e le dimensioni della Luna .

Le conversazioni che seguono sono principalmente tra Golan Trevize , ex militare, esperto di astronomia, e Janov Pelorat , un insegnante di storia ingenuo e recluso.

Gli anelli di Saturno

"Ecco di cosa parlava la poesia. Tre anelli larghi, concentrici, più larghi del pianeta stesso."

Trevize disse: "Non ho mai sentito parlare di una cosa del genere. Non credo che gli anelli possano essere così ampi. Rispetto al pianeta che circolano, sono sempre molto stretti".

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"Questo genere di cose è comune?" chiese Bliss, stupito.

"No" disse Trevize. "Quasi tutti i giganti gassosi hanno anelli di detriti, ma tendono ad essere deboli e stretti. Una volta ne ho visto uno in cui gli anelli erano stretti, ma abbastanza luminosi. Ma non ho mai visto nulla del genere; né ne ho mai sentito parlare."

Pelorat disse: "Questo è chiaramente il gigante inanellato di cui parlano le leggende. Se questo è davvero unico-"

"Davvero unico, per quanto ne so, o per quanto ne sa il computer", ha detto Trevize.

La luna

"Un satellite gigante è più difficile da accettare. Nessun altro mondo abitato nella Galassia ha un tale satellite. I grandi satelliti sono invariabilmente associati ai giganti gassosi disabitati e inabitabili. Come scettico, quindi, preferisco non accettare l'esistenza di la luna."

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"Sì. È piuttosto più lontano dal pianeta di quanto ci si possa aspettare, ma sicuramente ruota attorno a questo. Ha solo le dimensioni di un piccolo pianeta; in realtà, è più piccolo di qualsiasi dei quattro pianeti interni che circondano il sole. Tuttavia, è grande per un satellite. Ha un diametro di almeno duemila chilometri, il che lo rende nella gamma di dimensioni dei grandi satelliti che ruotano attorno ai giganti gassosi. "

"Non più grande?" Pelorat sembrava deluso. "Allora non è un satellite gigante?"

"Sì, lo è. Un satellite con un diametro da due a tremila chilometri che sta circondando un enorme gigante gassoso è una cosa. Lo stesso satellite che circonda un piccolo pianeta roccioso abitabile è un altro. Quel satellite ha un diametro di oltre un quarto quella della Terra. Dove hai sentito parlare di una simile parità che coinvolge un pianeta abitabile? "

Pelorat disse timidamente: "So molto poco di queste cose."

Trevize disse: "Allora prendi la mia parola, Janov. È unico. Stiamo osservando qualcosa che è praticamente un doppio pianeta, e ci sono pochi pianeti abitabili che hanno qualcosa in più dei ciottoli che li orbitano attorno. Janov, se lo consideri gigante gassoso con il suo enorme sistema ad anello al sesto posto, e questo pianeta con il suo enorme satellite al terzo - entrambi i quali le tue leggende ti hanno detto, contro ogni credibilità, prima che tu li abbia mai visti - allora quel mondo che stai guardando deve essere Terra. Probabilmente non può essere nient'altro. L'abbiamo trovata, Janov; l'abbiamo trovata. "

^{Le citazioni sono di Foundation's Edge (1982) e Foundation and Earth (1986).}

La mia domanda è in due parti:

1. Le varie descrizioni e fatti sopra riportati sono generalmente corretti?
2. Quanto sono insoliti gli anelli di Saturno e la Luna rispetto ad altri sistemi che abbiamo osservato?

In primo luogo, Azimov stava scrivendo (Edge 1982 e Earth 1986) prima che i primi pianeti solari extra fossero stati provvisoriamente rilevati (1989), o definitivamente rilevati nel 1991 o 1992. Quindi ciò che ha scritto non poteva essere basato su dati reali su pianeti solari extra, e deve essere stata un'ipotesi colta.

Tuttavia, entrambi i libri sono stati scritti dopo la scoperta di Caronte, quindi potrebbe essere stato sconsigliato di sostenere che era improbabile che fossero presenti grandi lune attorno a giganti non gassosi.

Personalmente penso che sia improbabile che sia la grande luna che le ampie ipotesi sull'anello planetario si muovano fuori. Non comune forse ma non abbastanza raro per lo scopo di Azimov.

Se ci credi, abbiamo già scoperto un esopianeta con un sistema di anelli più impressionante di quello di Saturno

Come aggiunta:

• Ciò che Conrad ha detto sui sistemi ad anello è vero, abbiamo un possibile primo rilevamento, ma in nessun luogo vicino ai rilevamenti per rendere normale qualsiasi affermazione su tali fenomeni. Anche le nostre conoscenze al riguardo non cambieranno molto nei prossimi anni. Con le imminenti missioni fotometriche su transiti come TESS della NASA o PLATO dell'ESA, probabilmente saremo in grado di rilevare solo questo tipo di sistemi ad anello più grandi di Saturno. Ciò è semplicemente dovuto al fatto che i piccoli sistemi ad anello non daranno un segnale di transito abbastanza forte da essere rilevato.
  Quindi, in totale, non sapremo della normalità degli anelli di Saturno per un bel po 'di tempo.
• Lune terrestri: esistono idee su come rilevare gli esomooni, ma di solito dipendono anche da misurazioni fotometriche. Le variazioni dei tempi di transito possono portare a indizi di esomooni. Anche lune molto grandi potrebbero portare a segnali rilevabili nella fotometria, ma al momento il rilevamento della velocità radiale degli exomoon è fuori discussione.
  Quindi, in totale: le distribuzioni di Exomoon sono totalmente sconosciute al momento e lo saranno, per gli stessi motivi delle distribuzioni degli anelli planetari restano sconosciute per qualche tempo.

Per quanto possa sembrare un po 'deprimente la ricerca di anelli e lune attorno agli esopianeti, dobbiamo capire che ciò è dovuto al fatto che al momento quelle domande non sono uno dei principali fattori scientifici dietro le missioni di esopianeti attualmente in arrivo.
Stiamo ancora cercando di comprendere a fondo le popolazioni degli esopianeti, prima di passare alle sfide molto più difficili di rilevare i segnali molto più deboli di lune e anelli.

Detto questo, sono convinto che in futuro la questione luna / anello si sposterà molto di più sul focus scientifico. Questo semplicemente perché, almeno per i giganti gassosi, le lune e gli anelli dovrebbero essere teorie di "sondaggio fine" della formazione del pianeta. Questo accade nel senso che quando i giganti gassosi stanno crescendo, ad un certo punto avranno un sottodisco di gas e polvere che si formano all'interno della loro sfera di Hill che alla fine farà qualcosa di interessante. Confrontando ciò che fanno questi subdisc con le teorie sulla formazione della luna e dell'anello ci insegnerai come funzionano questi processi in dettaglio.

Anche +1 per Asimov a causa di pregiudizi personali non professionali.