Makemake, ufficialmente designato 136472 Makemake, è un pianeta nano situato all'interno della fascia di Kuiper, un vasto disco di corpi celesti ghiacciati situato oltre l'orbita di Nettuno. Si colloca come il quarto oggetto transnettuniano più grande e detiene la particolarità di essere il membro più grande della classica fascia di Kuiper, possedendo un diametro pari a circa il 60% di quello di Plutone. La sua scoperta è avvenuta il 31 marzo 2005, attribuita agli astronomi americani Michael E. ("Mike") Brown, Chad Trujillo e David Rabinowitz all'Osservatorio Palomar. L'identificazione di Makemake, tra gli oggetti più grandi trovati da questo gruppo di ricerca, ha svolto un ruolo significativo nella riclassificazione di Plutone come pianeta nano nel 2006.
Makemake (designazione di pianeta minore: 136472 Makemake) è un pianeta nano nella fascia di Kuiper, un disco di corpi ghiacciati oltre l'orbita di Nettuno. È il quarto oggetto transnettuniano più grande e il membro più grande della classica fascia di Kuiper, con un diametro pari al 60% di quello di Plutone. È stato scoperto il 31 marzo 2005 dagli astronomi americani Michael E. ("Mike") Brown, Chad Trujillo e David Rabinowitz all'Osservatorio Palomar. Essendo uno degli oggetti più grandi trovati da questo team, la scoperta di Makemake ha contribuito alla riclassificazione di Plutone come pianeta nano nel 2006.
Makemake mostra caratteristiche superficiali analoghe a Plutone, essendo altamente riflettente, prevalentemente coperto da metano ghiacciato e mostrando una colorazione bruno-rossastra dovuta alla tolina. Possiede un unico satellite identificato, ma senza nome. La dinamica orbitale di questo satellite indica una sostanziale inclinazione assiale per la rotazione di Makemake, suggerendo la presenza di variazioni stagionali estreme. Inoltre, Makemake presenta indicazioni di attività geochimica e criovulcanesimo, stimolando speculazioni scientifiche sulla potenziale esistenza di un oceano sotterraneo di acqua liquida. Sebbene su Makemake sia stato rilevato metano gassoso, la sua origine, sia che provenga da un'atmosfera sostenuta o da un degassamento transitorio, rimane indeterminata.
Le immagini ad alta risoluzione della superficie di Makemake non sono attualmente disponibili, poiché nessuna sonda spaziale ha condotto un sorvolo ravvicinato o una missione orbitale. A causa della sua notevole distanza dalla Terra, Makemake appare semplicemente come un punto luminoso stellare, anche se osservato attraverso potenti telescopi. Gli scienziati hanno espresso il loro interesse a inviare una sonda spaziale per indagare su Makemake, motivati principalmente dall'attività geologica osservata e dall'ipotizzata presenza di un oceano sotterraneo.
Storia
Scoperta
La scoperta di Makemake è avvenuta nel 2005, attribuita a uno sforzo di collaborazione degli astronomi americani Michael E. ("Mike") Brown, Chad Trujillo e David Rabinowitz, impegnati in una ricerca sistematica di corpi celesti importanti oltre l'orbita di Nettuno. La continua ricerca di oggetti transnettuniani da parte di questa squadra, iniziata nel 2001, ha comportato l'acquisizione regolare di immagini del cielo notturno utilizzando una fotocamera con dispositivo ad accoppiamento di carica fissata al telescopio Samuel Oschin da 1,22 metri (48 pollici), situato presso l'Osservatorio Palomar in California, Stati Uniti. Sebbene le immagini iniziali che catturarono Makemake furono acquisite da questo telescopio il 31 marzo 2005, fu solo il 3 aprile 2005 che Mike Brown identificò l'oggetto durante la sua revisione delle immagini, notando la sua eccezionale luminosità.
Mesi prima dell'identificazione di Makemake, Brown e il suo gruppo di ricerca avevano già scoperto gli oggetti transnettuniani Haumea ed Eris, di notevoli dimensioni, entrambi stimati avere almeno le dimensioni di Plutone, allora considerato il nono pianeta. Mentre organizzava le successive osservazioni per questi due corpi, il team inizialmente intendeva posticipare l'annuncio di Makemake fino a dopo la prevista divulgazione pubblica di Eris nell'ottobre 2005. Questa strategia è stata interrotta, tuttavia, quando un gruppo guidato da José Luis Ortiz Moreno presso l'Osservatorio della Sierra Nevada in Spagna ha annunciato in modo indipendente la scoperta di Haumea il 27 luglio 2005. Brown ha successivamente riconosciuto che i registri di osservazione del suo team, che dettagliavano le posizioni di Haumea, Eris e Makemake, non erano stati rilevati. sono diventati inavvertitamente accessibili al pubblico e sono stati accessibili tramite un computer presso l'istituto di Ortiz. Preoccupato che anche le scoperte di Eris e Makemake potessero essere anticipate, Brown contattò prontamente Brian G. Marsden del Minor Planet Center (MPC) il 29 luglio 2005, per annunciare formalmente le loro scoperte. L’MPC ha successivamente pubblicato gli annunci della scoperta di Eris e Makemake sul suo sito web a mezzogiorno, ora della California, seguito dall’Ufficio Centrale per i Telegrammi Astronomici più tardi quella sera. La divulgazione pubblica di questi oggetti delle dimensioni di Plutone ha dato il via a un ampio dibattito sulla definizione di pianeta, costringendo infine l'Unione Astronomica Internazionale (IAU) a stabilire una definizione rivista di pianeta, che ha portato alla riclassificazione di Plutone come pianeta nano nell'agosto 2006.
Nomenclatura e simbolismo
Il pianeta nano si chiama Makemake, in onore della divinità creatrice del popolo Rapa Nui e dio della fertilità della mitologia dell'Isola di Pasqua. Gli è stato assegnato il numero di catalogo del pianeta minore 136472 dall'MPC il 7 settembre 2005, una volta determinata con precisione la sua orbita. Prima della sua denominazione ufficiale, Makemake era identificato dalla designazione provvisoria 2005 FY9, assegnata dall'MPC all'annuncio della sua scoperta. Il team di Brown lo ha chiamato anche con il soprannome di "Easterbunny", in riferimento alla sua scoperta poco dopo Pasqua, e con il nome in codice "K05331A", generato automaticamente dal software di scoperta di Brown.
I resoconti personali e le interviste di Brown rivelano la difficoltà nel nominare Makemake, poiché le sue caratteristiche iniziali non si allineavano facilmente con temi mitologici. Per mantenere l'associazione dell'oggetto con la Pasqua, Brown considerò nomi come la dea anglosassone Ēostre o il coniglio imbroglione Anishinaabe Manabozho, ma alla fine li ritenne entrambi inadatti. Alla fine, Brown e il suo team hanno scelto Makemake, un nome che onorava sia il legame con la Pasqua sia le linee guida della IAU per nominare gli oggetti classici della cintura di Kuiper in onore delle divinità creatrici. La IAU ha formalmente approvato e annunciato il nome Makemake nel luglio 2008.
Un simbolo univoco per Makemake, ⟨⟩, è stato incorporato in Unicode come U+1F77C nel gennaio 2022. La IAU scoraggia l'uso di simboli planetari nelle pubblicazioni scientifiche; di conseguenza, il simbolo di Makemake è adottato principalmente dagli astrologi. Tuttavia, la NASA ha utilizzato il simbolo una volta in un’infografica del 2015. Denis Moskowitz e John T. Whelan hanno progettato il simbolo di Makemake, che raffigura un tradizionale petroglifo del volto di Makemake, stilizzato per evocare la lettera "M". Altri astrologi hanno creato e utilizzato in modo indipendente i propri simboli per Makemake, incluso ⟨⟩.
Caratteristiche e classificazione orbitali
Makemake orbita attorno al Sole oltre Nettuno, mantenendo una distanza media di 45,5 unità astronomiche (UA), equivalenti a 6,81 miliardi di chilometri o 4,23 miliardi di miglia. Una singola orbita viene completata ogni 307 anni. Possedendo un'eccentricità orbitale di 0,16, Makemake traccia un percorso moderatamente ellittico, avvicinandosi al Sole fino a 38,2 UA (perielio) e retrocedendo a una distanza massima di 52,8 UA (afelio). La sua inclinazione orbitale è notevolmente elevata, pari a 29° rispetto al piano dell'eclittica.
Makemake è attualmente situato vicino al suo afelio, il punto più distante della sua orbita. Nel novembre 2025 si trova a 52,7 UA dal Sole, con l'afelio previsto per maggio 2033. Il pianeta nano è attualmente posizionato significativamente al di sopra dell'eclittica e manterrà questa elevazione all'afelio, dove la sua latitudine eclittica raggiungerà 25,9°. Si prevede che attraverserà l'eclittica nel 2103 e raggiungerà il perielio 26° sotto l'eclittica nel 2186. Le simulazioni N-corpo indicano che l'orbita di Makemake mostra stabilità a lungo termine per miliardi di anni, suggerendo un'alterazione minima significativa durante la vita rimanente del Sistema Solare.
Makemake condivide le caratteristiche orbitali con numerosi altri piccoli oggetti ghiacciati transnettuniani, formando collettivamente il Kuiper cintura. Nello specifico, Makemake è classificato all'interno della popolazione "dinamicamente calda" dei classici oggetti della cintura di Kuiper, caratterizzati da elevate inclinazioni orbitali (i > 5°), eccentricità relativamente basse (e < 0,2) e una mancanza di risonanza orbitale con Nettuno. Nonostante sia il più grande oggetto classico della cintura di Kuiper, Makemake rappresenta solo una piccola parte della massa totale della cintura. Si teorizza che questi oggetti caldi classici della cintura di Kuiper siano stati dispersi gravitazionalmente da Nettuno durante gli albori del Sistema Solare, portando gli astronomi a classificare Makemake anche come un oggetto "sparso".
La comunità scientifica generalmente concorda sul fatto che Makemake è un pianeta nano, il che significa che la sua massa è sufficiente affinché la sua gravità propria raggiunga una forma sferica, ma insufficiente per liberare il suo percorso orbitale da altri oggetti, come evidenziato dalla sua posizione all'interno della cintura di Kuiper. È stato l'oggetto inaugurale nominato dall'IAU in base ai nuovi protocolli per i pianeti nani previsti e il quarto oggetto ufficialmente designato come pianeta nano (dopo Cerere, Plutone ed Eris) dall'istituzione della categoria nel 2006. Più precisamente, Makemake è classificato come plutoide, una sottocategoria che comprende i pianeti nani che orbitano oltre Nettuno.
Dimensioni, morfologia e massa
Makemake, un corpo celeste con un diametro medio approssimativo di 1.430 km (890 mi), presenta una forma quasi sferica. Questa dimensione rappresenta circa il 60% (3⁄5) del diametro di Plutone e l'11% (§78§⁄9) del diametro della Terra. Di conseguenza, Makemake è il quarto pianeta nano più grande conosciuto e oggetto transnettuniano all'interno del Sistema Solare, dopo Plutone, Eris e Haumea. Le osservazioni di occultazione stellare condotte nel 2011 hanno rivelato che Makemake è leggermente oblato, o appiattito ai poli, con un limite superiore del diametro polare di circa 1.420 km (880 mi) e un diametro equatoriale di circa 1.434 km (891 mi). Queste misurazioni concordano con il fatto che Makemake possiede una configurazione sferica appiattita, chiamata sferoide di Maclaurin. Tale forma si forma quando un oggetto raggiunge l'equilibrio idrostatico, ovvero la sua forza gravitazionale è sufficiente per comprimerlo in una sfera, e viene successivamente deformato dal suo movimento rotatorio.
Si stima che la massa di Makemake sia compresa tra circa 2,5×1021 e 2,9ק1213§21 kg, un valore derivato dal periodo orbitale e dalla distanza del suo satellite. Questa massa posiziona Makemake come il quarto pianeta nano più massiccio conosciuto e oggetto transnettuniano all'interno del Sistema Solare, dopo Eris, Plutone e Haumea. In confronto ad altri corpi celesti, Makemake costituisce circa il 3,7% della massa della Luna (o lo 0,045% della massa terrestre) e circa il 20% della massa di Plutone. In base alla sua massa e al diametro medio, Makemake possiede una gravità superficiale media di circa 0,35 m/s§1617§ (equivalente a circa il 3,6% della gravità terrestre) e una velocità di fuga superficiale di circa 0,71 km/s.
Rotazione
L'esatto periodo di rotazione di Makemake rimane incerto, con le misurazioni attuali (al 2025) che indicano 11,4 o 22,8 ore (0,48 o 0,95 giorni). Queste determinazioni derivano dal monitoraggio delle variazioni temporali della luminosità di Makemake, che vengono successivamente tracciate come una curva di luce. Makemake mostra una fluttuazione minima della luminosità (0,03 magnitudini), probabilmente attribuibile a sottili variazioni di albedo sulla sua superficie. Questa caratteristica complica la misurazione accurata della sua curva di luce e, di conseguenza, del suo periodo di rotazione da parte dei telescopi. Ad esempio, le indagini precedenti al 2019 hanno proposto vari potenziali periodi di rotazione, tra cui 7,77, 11,24, 11,5 e 22,48 ore. A partire dal 2025, persiste l'ambiguità riguardo al fatto se la luminosità di Makemake raggiunga il picco una o due volte per rotazione, lasciando così il periodo di rotazione definitivo a 11,4 ore o al suo valore raddoppiato di 22,8 ore.
Sebbene l'inclinazione assiale di Makemake non sia stata misurata direttamente, si presume plausibilmente che il suo asse di rotazione sia allineato con il polo del piano orbitale della sua luna. Con questo presupposto, Makemake mostrerebbe un'inclinazione assiale significativa, stimata tra 46° e 78° rispetto alla sua orbita solare, o 63°–87° rispetto all'eclittica. Al momento della scoperta della luna, l'equatore di Makemake sarebbe stato orientato verso il Sole e la Terra, approssimando un equinozio. Questa sostanziale inclinazione assiale, combinata con l'orbita eccentrica di Makemake, potrebbe indurre variazioni stagionali pronunciate nella sua temperatura superficiale e topografia, analoghe a quelle osservate su Plutone. Le previsioni indicavano che la luna di Makemake avrebbe eclissato Makemake nel periodo 2009-2013 o 2023-2027, suggerendo che Makemake avrebbe potuto sperimentare un equinozio in questi periodi se la sua rotazione fosse effettivamente allineata con l'orbita della sua luna.
Geologia
Superficie
A causa della sua notevole distanza dal Sole, la superficie di Makemake mantiene una temperatura eccezionalmente bassa, compresa tra 30 e 40 K (da −243 a −233 °C; da −406 a −388 °F). Questo ambiente gelido consente ad alcune sostanze volatili, come il metano, di persistere come ghiaccio solido. La spettroscopia astronomica ha rivelato che la superficie di Makemake è composta prevalentemente da metano congelato, integrato da quantità minori di idrocarburi a catena lunga, tra cui etano, etilene, acetilene e vari alcani di massa superiore come il propano.
Se osservata alla luce visibile, la superficie di Makemake mostra elevata luminosità e riflettività, possedendo un albedo geometrico dell'82%, che supera quello di Plutone. Questa caratteristica implica una recente deposizione di metano. Il ghiaccio di metano di Makemake mostra un assorbimento significativo nello spettro del vicino infrarosso, suggerendo la sua presenza sotto forma di pellet insolitamente grandi, di dimensioni centimetriche o, più plausibilmente, come densi strati di particelle sinterizzate. Allo stesso tempo, le misurazioni della curva di fase condotte dalla navicella spaziale New Horizons indicano che la regolite sulla superficie di Makemake comprende grani lisci simili a neve.
Gli idrocarburi a catena lunga sulla superficie di Makemake hanno origine dall'irradiazione del metano da parte della luce solare ultravioletta e dei raggi cosmici, un processo che decompone il metano e avvia reazioni fotochimiche. Queste reazioni fotochimiche possono verificarsi a cascata, convertendo progressivamente il metano in etano, poi etilene, quindi acetilene e infine formando una miscela scura e rossastra di idrocarburi complessi noti come toline. Questi tolini conferiscono a Makemake una tonalità bruno-rossastra, una colorazione simile a quella osservata su Plutone. Makemake mostra una colorazione rossa meno pronunciata di Plutone ma appare un po' più rossa di Eris; questa variazione cromatica potrebbe derivare da diverse concentrazioni di toline su questi pianeti nani. Nonostante il previsto effetto oscurante delle toline, la superficie di Makemake mantiene la sua luminosità grazie a uno strato coprente di ghiaccio di metano fresco.
Makemake mostra un'elevata abbondanza di ghiaccio di metano, una caratteristica condivisa con Plutone ed Eris; tuttavia, a differenza di questi due, Makemake sembra essere privo sia di monossido di carbonio che di ghiaccio di azoto. Le osservazioni del James Webb Space Telescope (JWST) non sono riuscite a rilevare questi due ghiacci sulla superficie di Makemake, suggerendo un contenuto di azoto inferiore al 3% e livelli di monossido di carbonio inferiori a 1 parte per milione. L'assenza di azoto e monossido di carbonio come agenti di miscelazione consente al ghiaccio di metano su Makemake di rimanere puro e accumularsi in spessori o dimensioni dei grani sostanziali. La carenza di azoto di Makemake è prevista, data l'elevata volatilità dell'azoto, che facilita la fuga del vapore dal campo gravitazionale più debole di Makemake rispetto alla gravità più forte di Plutone ed Eris. La logica dell'apparente mancanza di monossido di carbonio da parte di Makemake è compresa in modo meno definitivo; le potenziali spiegazioni includono la rimozione attraverso la fuga atmosferica, reazioni geochimiche guidate dall'idrotermia all'interno di Makemake o la sua formazione con concentrazioni di monossido di carbonio intrinsecamente basse. Inoltre, anche i ghiacci di acqua e anidride carbonica sembrano essere assenti dalla superficie di Makemake, nonostante la loro prevalenza come materiali refrattari (non volatili) negli oggetti della cintura di Kuiper; questa assenza potrebbe essere attribuita al fatto che questi ghiacci sono completamente oscurati da sostanze volatili come il metano e i suoi sottoprodotti dell'irradiazione.
La superficie di Makemake mostra un aspetto uniforme, caratterizzato da variazioni longitudinali minime nell'albedo, nel colore e nella composizione, in netto contrasto con il terreno altamente chiazzato di Plutone. La presenza di variazioni latitudinali della superficie su Makemake rimane indeterminata, poiché la loro rilevazione richiede osservazioni prolungate e continue del cambiamento dell'angolo di aspetto del pianeta nano durante la sua orbita solare pluriennale, analogamente ai cambiamenti stagionali. Tra il 2006 e il 2017, la magnitudine assoluta e la curva di luce di Makemake non hanno mostrato alterazioni, nonostante uno spostamento di circa 11° nel suo angolo di aspetto durante questo periodo. Se su Makemake esistessero variazioni latitudinali della superficie, probabilmente si manifesterebbero come bande orientate longitudinalmente. Gli scienziati planetari William M. Grundy, Alex H. Parker e i loro collaboratori hanno ipotizzato che l'abbondante metano volatile di Makemake potrebbe provocare caratteristiche geografiche e geologiche analoghe a quelle di Plutone. Se Makemake sperimentasse processi di trasporto volatile stagionale simili a quelli di Plutone, potrebbe generare una fascia longitudinalmente uniforme di materiale scuro, simile al Belton Regio di Plutone. Al contrario, se Makemake possiede un’atmosfera non globale ghiacciata sulla sua superficie, le sue regioni equatoriali potrebbero essere luminose e coperte di brina, mentre le sue aree polari potrebbero apparire più scure. La sublimazione stagionale e la deposizione di metano potrebbero potenzialmente portare alla formazione di terreni lamellari o addirittura di consistenti ghiacciai convettivi che ricordano lo Sputnik Planitia di Plutone. Non si prevede che Makemake presenti montagne superiori a 10 km (6,2 miglia) di altezza.
Struttura interna e potenziale attività geologica
Makemake possiede una densità apparente di circa 1,76 g/cm3 (con un'incertezza di ±0,17 g/cm§910§), un valore paragonabile ad altri pianeti nani transnettuniani come Plutone, Gonggong e Quaoar. Questa densità suggerisce una composizione interna prevalentemente di ghiaccio d'acqua e roccia, simile a questi altri pianeti nani. Le notevoli dimensioni di Makemake implicano un interno probabilmente differenziato, comprendente un nucleo roccioso avvolto da strati di ghiaccio. Gli scienziati planetari ipotizzano che l'interno di Makemake conservi sufficienti radionuclidi e calore primordiale per aver sostenuto, o potenzialmente sostenere ancora, un oceano sotterraneo di acqua liquida. L'elevato calore interno all'interno di Makemake potrebbe potenzialmente portare a fenomeni geologici, incluso il criovulcanismo.
La spettroscopia condotta dal JWST ha identificato isotopologhi pesanti del metano, in particolare quelli contenenti deuterio (D o 2H) e carbonio-13 (13C), sulla superficie di Makemake. Da queste osservazioni, gli astronomi hanno determinato un rapporto deuterio-idrogeno (D/H) di (2,9±0,6)×10−4 e un rapporto §1415§C/§1617§C di 0,010±0,003. Mentre il rapporto §2425§C/§2627§C di Makemake si allinea con i valori riscontrati in altri corpi del Sistema Solare, il suo rapporto D/H mostra una notevole divergenza: è considerevolmente inferiore ai rapporti D/H del metano nelle comete, ma paragonabile ai rapporti D/H dell'acqua nelle comete. Gli scienziati planetari propongono che il ridotto rapporto D/H di Makemake indichi un interno caldo caratterizzato da geochimica idrotermale attiva. Questa interpretazione suggerisce che il metano impoverito di deuterio di Makemake potrebbe aver acquisito il suo idrogeno attraverso reazioni geochimiche che si verificano nell'acqua sotterranea, che richiedono temperature elevate, circa 150 ° C (302 ° F), che richiedono calore prolungato dal nucleo di Makemake. In questo quadro, l’acqua sotterranea di Makemake potrebbe esistere sia come acqua liquida che come ghiaccio solido convettivo, con il metano generato internamente che potenzialmente migra verso la superficie attraverso degassamento o eruzioni criovulcaniche. Tuttavia, un'ipotesi alternativa presuppone che il metano povero di deuterio di Makemake potrebbe essere primordiale, avendo avuto origine direttamente dalla nebulosa protosolare tramite accrescimento, implicando così che l'attività geochimica interna potrebbe non essere un prerequisito per la sua presenza.
Makemake mostra un'emissione anomala di radiazione nel medio infrarosso rispetto all'infrarosso lontano, un fenomeno che ha suscitato diverse interpretazioni da parte degli astronomi sin dalla sua rilevazione iniziale da parte del pianeta. Telescopio spaziale Spitzer nel 2008. Le prime ipotesi suggerivano che l'emissione in eccesso nel medio infrarosso di Makemake avesse origine da un mosaico di regioni scure e calde intervallate da terreno luminoso e freddo (una teoria successivamente estesa per includere la sua luna dopo la scoperta); tuttavia, questo modello non è riuscito a tenere conto con precisione dell'emissione infrarossa di Makemake su diverse lunghezze d'onda o delle sue minime fluttuazioni di luminosità. Nel 2025, Csaba Kiss e colleghi hanno avanzato una spiegazione alternativa, proponendo che l'eccesso di emissione nel medio infrarosso di Makemake potrebbe derivare da un hotspot criovulcanico, con temperature che si avvicinano a 150 K (-123 ° C; -190 ° F), o da un anello orbitale composto da minute particelle di polvere carboniosa. L’ipotesi dell’hotspot criovulcanico è attualmente preferita, principalmente perché un anello di polvere del tipo descritto si destabilizzerebbe rapidamente sotto la pressione della radiazione solare; tuttavia, un tale anello potrebbe teoricamente essere sostenuto se le eruzioni criovulcaniche fossero in grado di espellere polvere carboniosa nell'orbita di Makemake. Questo ipotetico hotspot criovulcanico potrebbe potenzialmente rilasciare una produzione di energia termica paragonabile a quella dei geyser del polo sud sulla luna di Saturno Encelado, e potrebbe eruttare criolava comprendente ammoniaca e vari sali disciolti in acqua liquida. La posizione precisa di questo hotspot criovulcanico sulla superficie di Makemake rimane indeterminata, sebbene la sua area di copertura stimata sia di circa 350 km§56§ (140 mi§1112§), che equivale a un cerchio con un raggio di circa 10 km o 6,2 mi.
Presenza atmosferica o fenomeni di degassamento
L'analisi spettroscopica condotta dal JWST nel 2025 ha confermato l'esistenza di metano gassoso su Makemake, che mostra una fluorescenza nel vicino infrarosso derivante dall'assorbimento della luce solare. Makemake diventa così il secondo oggetto transnettuniano, dopo Plutone, per il quale è stata definitivamente accertata la presenza di gas. Tuttavia, persiste l'ambiguità riguardo al fatto se il gas metano di Makemake costituisca un'atmosfera legata gravitazionalmente o rappresenti un temporaneo degassamento (o addirittura una fuga) dalla sua superficie, potenzialmente guidato dalla sublimazione del ghiaccio di metano o dai pennacchi criovulcanici. Teoricamente, Makemake possiede una massa sufficiente e temperature sufficientemente basse da trattenere un'atmosfera composta da metano o azoto; tuttavia, le osservazioni del JWST indicano un'apparente assenza di gas azoto, suggerendo che la maggior parte di esso è già andata perduta a causa della fuga atmosferica.
Se il gas metano rilevato su Makemake fosse interamente confinato all'interno di un'atmosfera legata gravitazionalmente, la pressione atmosferica superficiale si avvicinerebbe a 10 picobar (1 micropascal). Questa pressione è 100 miliardi di volte inferiore alla pressione atmosferica terrestre e 1 milione di volte inferiore a quella di Plutone. Tuttavia, le osservazioni dell'occultazione stellare di Makemake del 2011 non hanno rivelato un'atmosfera così estremamente tenue, rafforzando così la conclusione che Makemake manca di un'atmosfera globale significativa superiore a 4-12 nanobar (0,4-1,2 millipascal). L'ipotetica atmosfera sottile manterrebbe una temperatura di circa 40 K (-233,2 ° C; -387,7 ° F), che è leggermente al di sopra del punto di sublimazione del metano alla corrispondente pressione superficiale. Ciò suggerisce che la potenziale atmosfera di Makemake potrebbe essere sostenuta dalla sublimazione del ghiaccio di metano presente sulla sua superficie. Data l'orbita eccentrica di Makemake, la sua presunta atmosfera potrebbe fluttuare a distanze variabili dal Sole; ad esempio, durante il perielio più caldo, Makemake potrebbe sperimentare una maggiore sublimazione del metano ma anche una potenziale fuga atmosferica.
Al contrario, se il gas metano identificato da JWST proviene esclusivamente dal degassamento, implica che Makemake sta espellendo circa 266 kg (586 libbre) di metano al secondo dal 4–30% della sua superficie totale. La velocità di questo metano degassato, e quindi la sua capacità di sfuggire all'attrazione gravitazionale di Makemake, rimane indeterminata. Se il gas metano dovesse fuoriuscire, probabilmente genererebbe una chioma simile a una cometa che avvolgerebbe Makemake. Il tasso di perdita di massa previsto è paragonabile ai pennacchi d'acqua osservati su Encelado (300 kg/s o 660 lb/s), e l'area ristretta di emissione di metano potrebbe essere associata all'ipotizzato hotspot criovulcanico di Makemake. Si teorizza che il degassamento criovulcanico di metano sia un fenomeno comune tra i pianeti nani transnettuniani, incluso Makemake.
Satelliti e sistemi di anelli potenziali
S/2015 (136472) 1
Makemake possiede un unico satellite naturale conosciuto, provvisoriamente designato S/2015 (136472) 1 e informalmente denominato "MK 2". Questa luna è stata identificata dagli astronomi Alex H. Parker, Marc W. Buie, William M. Grundy e Keith S. Noll nelle immagini catturate dal telescopio spaziale Hubble il 27 aprile 2015, con la sua scoperta annunciata pubblicamente il 26 aprile 2016. S/2015 (136472) 1 appare circa 1.300 volte (7,8 magnitudini) più debole di Makemake nella luce visibile. Si ipotizza che la sua sospetta superficie molto scura e il diametro stimato di 175 km (109 mi) rappresentino una parte dell'eccesso di radiazione nel medio infrarosso osservato da Makemake. Il satellite mantiene una probabile orbita circolare attorno a Makemake, caratterizzata da un periodo orbitale di 18 giorni e un semiasse maggiore di 22.250 ± 780 km (13.830 ± 480 mi).
Al momento della sua scoperta, l'orbita di S/2015 (136472) 1 era orientata quasi di taglio se vista dagli osservatori terrestri, causando la la luna sembra transitare o essere occultata da Makemake. Sebbene questo allineamento di taglio abbia complicato l’acquisizione di immagini di S/2015 (136472) 1 da parte dei telescopi, allo stesso tempo ha offerto alla luna l’opportunità di eclissare e occultare Makemake. Le previsioni suggeriscono che la luna potrebbe aver eclissato Makemake tra il 2009 e il 2013, o potrebbe farlo potenzialmente dal 2023 al 2027. A partire dal 2025, non è stata ufficialmente segnalata alcuna eclissi che coinvolga S/2015 (136472) 1.
Possibilità di satelliti aggiuntivi
Le immagini condotte dal telescopio spaziale Hubble indicano che Makemake non possiede ulteriori lune più luminose della magnitudine apparente 26,9 (circa 10 magnitudini più deboli di Makemake) a distanze superiori a 30.000 km (19.000 mi). Tuttavia, i satelliti più grandi potrebbero non essere rilevati se le loro orbite fossero eccezionalmente vicine a Makemake. Gli astronomi hanno considerato l'ipotesi che Makemake ospiti un'ulteriore luna oscura, più grande di S/2015 (136472) 1, come potenziale spiegazione per l'eccesso di emissione nel medio infrarosso del pianeta nano e la sua rotazione apparentemente lenta. Tuttavia, questa proposta è stata in gran parte respinta a causa della necessità di un satellite di dimensioni non plausibili.
Possibilità di sistemi ad anelli
Al momento non è noto che Makemake possieda alcun anello. Gli anelli che orbitano attorno a corpi celesti distanti sono in genere troppo piccoli e deboli per l'imaging telescopico diretto, rendendo necessaria la loro rilevazione attraverso l'osservazione di occultazioni stellari. Nonostante ciò, non è stato identificato alcun anello durante l'evento di occultazione stellare di Makemake nel 2011. Se esistessero anelli intorno a Makemake, il loro probabile orientamento equatoriale e di taglio, simile a quello di S/2015 (136472) 1, potrebbe averli resi non rilevabili durante l'occultazione del 2011. L'ipotesi di un anello attorno a Makemake è stata studiata come potenziale spiegazione per la sua anomala emissione nel medio infrarosso. Tuttavia, questa spiegazione è stata in gran parte respinta a causa del requisito che un tale anello fosse costituito da particelle di polvere eccezionalmente piccole (~100 nm), rendendolo suscettibile a una rapida disintegrazione a causa della pressione della radiazione solare entro circa dieci anni. Tuttavia, l'esistenza prolungata di un tale anello attorno a Makemake potrebbe essere fattibile se il pianeta nano possiede lune pastore, sperimenta un continuo rifornimento di polvere da collisioni di particelle e piccole lune, o mostra attività criovulcanica che espelle polvere in orbita.
Origine
Coerentemente con gli altri pianeti nani della fascia di Kuiper, si teorizza che Makemake abbia avuto origine circa 4,5 miliardi di anni fa, durante le prime fasi dello sviluppo del Sistema Solare. L'ipotesi prevalente suggerisce che i pianeti nani della fascia di Kuiper si siano inizialmente formati come piccoli planetesimi, espandendosi gradualmente fino alle dimensioni attuali attraverso l'accrescimento di materiale ambientale e altri planetesimi nel corso di diversi milioni di anni. L'ambiente di formazione di Makemake deve aver mantenuto temperature sufficientemente basse da facilitare la condensazione di composti volatili, come il metano, in stati solidi, che successivamente hanno contribuito all'accrescimento del pianeta nano. Tuttavia, Makemake potrebbe aver sperimentato un esaurimento del suo metano primordiale durante la fase di accrescimento, potenzialmente a causa della sua massa iniziale inferiore e della temperatura elevata, derivanti da frequenti eventi di impatto e da una maggiore irradianza solare. Inoltre, un'ipotesi presuppone che una collisione significativa con un altro corpo celeste nel passato di Makemake avrebbe potuto portare alla formazione della sua luna, S/2015 (136472) 1.
Un'ipotesi del 2020, derivata da modelli aggiornati di formazione del Sistema Solare (basati sul modello di Nizza del 2005, che per primo propose uno scenario comparabile), suggerisce che diverse decine di milioni di anni dopo la genesi del Sistema Solare, le interazioni gravitazionali tra i giganti gassosi hanno provocato la brusca migrazione verso l'esterno di Nettuno. Questa migrazione ha spinto Nettuno in un sostanziale disco circumstellare situato tra 15 e 30 UA dal Sole, portando alla dispersione gravitazionale di numerosi oggetti al suo interno. Il modello presuppone che quasi tutti gli oggetti della cintura di Kuiper, incluso Makemake, si formarono inizialmente all’interno di questo disco circumstellare a distanze eliocentriche più vicine alle loro posizioni attuali. Si ritiene che la successiva dispersione di questo disco abbia generato le contemporanee popolazioni classiche risonanti e "calde" della fascia di Kuiper (dove attualmente si trova Makemake), oltre al disco disperso.
Osservazione ed esplorazione
Osservazione
Per quanto riguarda la sua grandezza visiva assoluta, Makemake si colloca come il terzo oggetto transnettuniano intrinsecamente più luminoso conosciuto, superato solo da Eris e Plutone. La sua notevole luminosità intrinseca è attribuibile alle sue notevoli dimensioni e alla superficie altamente riflettente. Al contrario, in termini di magnitudine apparente visiva, Makemake è il secondo oggetto transnettuniano più luminoso osservabile dalla Terra, dopo Plutone, una distinzione dovuta alla sua maggiore vicinanza al Sole rispetto a Eris. Makemake raggiunge la sua massima luminosità apparente, circa magnitudine 17, durante il suo periodo di opposizione da marzo ad aprile, rendendolo distinguibile con telescopi amatoriali avanzati. Data la sua immensa distanza dalla Terra, Makemake presenta un minuscolo diametro angolare di circa 38 milliarcosecondi, impedendo ai telescopi di risolverlo oltre un punto di luce stellare. Fin dalla sua scoperta, Makemake si trova all'interno della costellazione settentrionale della Chioma di Berenice e si prevede che passerà alla costellazione di Boötes alla fine del 2028.
Nonostante la sua notevole luminosità tra gli oggetti transnettuniani, la scoperta di Makemake è avvenuta relativamente tardi, postdatando numerose controparti più deboli. Questo ritardo è attribuibile all'orbita fortemente inclinata di Makemake, che lo posiziona significativamente al di fuori del piano dell'eclittica, una regione in gran parte inesplorata dalle precedenti osservazioni del cielo. Sebbene diverse indagini abbiano inavvertitamente rilevato Makemake anni prima della sua scoperta ufficiale, queste osservazioni, chiamate "prerecuperi", sono rimaste non riconosciute fino a un'analisi successiva. La prima precoperzione identificata di Makemake ha origine da una lastra fotografica catturata all'Osservatorio Palomar il 29 gennaio 1955, che precede la sua scoperta di oltre cinquant'anni, che costituisce circa il 16% del periodo orbitale di Makemake.
Mentre Makemake attraversa la sfera celeste, può occasionalmente passare davanti a una stella sullo sfondo, oscurando momentaneamente la sua luce dalla prospettiva della Terra, un evento noto come occultazione stellare. Tali occultazioni di Makemake offrono preziose informazioni sulle sue caratteristiche fisiche, inclusa la sua forma e la potenziale presenza di un'atmosfera. Tuttavia, la loro previsione accurata è difficile a causa della grande distanza del pianeta nano dalla Terra, che introduce sostanziali incertezze nei suoi dati precisi sulla posizione. Inoltre, le occultazioni stellari che coinvolgono Makemake sono rare perché il pianeta nano è situato in una regione di cielo caratterizzata da una distribuzione sparsa di stelle. Nel 2025, gli astronomi hanno previsto e rilevato con successo solo un'occultazione stellare da parte di Makemake. Questo singolare evento osservato si è verificato il 23 aprile 2011, producendo sette rilevamenti positivi da sedici telescopi partecipanti strategicamente dispersi in tutto il Sud America.
Esplorazione
Ad oggi, nessuna sonda spaziale ha condotto un'esplorazione a distanza ravvicinata. Makemake è considerato un obiettivo interessante per l'esplorazione, principalmente a causa della potenziale esistenza di un oceano sotterraneo che mostra attività geologica in corso. Lo studio di un oggetto transnettuniano come Makemake migliorerebbe in modo significativo la comprensione della formazione e dei processi evolutivi del Sistema Solare.
Un'indagine del 2011 condotta da Ryan McGranaghan e i suoi collaboratori ha stimato che una missione di sorvolo su Makemake, utilizzando l'assistenza gravitazionale di Giove, potrebbe essere completata in poco più di 16 anni, presupponendo una data di lancio del 24 agosto 2036. All'arrivo della navicella spaziale, Makemake sarebbe circa 52,3 UA dal sole. Più recentemente, uno studio del 2024 dell’Università del Tennessee ha proposto che l’integrazione di un sistema di assistenza gravitazionale potenziato da Giove potrebbe ridurre il tempo di viaggio per una missione di sorvolo di Makemake tra 9,6 e 16,4 anni, a seconda della massa del carico utile del veicolo spaziale. Questo metodo di assistenza gravitazionale potenziata sarebbe più vantaggioso per le date di lancio del 22 agosto 2036 e del 27 settembre 2048.
In uno studio del 2019, Amanda Zangari e il suo team hanno identificato molteplici potenziali traiettorie di sorvolo verso Makemake, considerando varie manovre di assistenza gravitazionale ed energie di lancio in eccesso. Per le finestre di lancio che vanno dal 2025 al 2027 o dal 2036 al 2039, un singolo aiuto gravitazionale di Giove potrebbe facilitare l'arrivo di un veicolo spaziale a Makemake rispettivamente in 12,8-23,6 o 11,6-19,2 anni. In alternativa, un singolo supporto gravitazionale di Saturno potrebbe offrire un transito più rapido per lanci a bassa energia; in particolare, per le date di lancio tra il 2032–2033 o il 2036–2040, un veicolo spaziale potrebbe raggiungere Makemake rispettivamente in 19,2–22,5 o 12,8–19,1 anni. Inoltre, per le date di lancio dal 2037 al 2049, una missione che impiega l'assistenza gravitazionale sia di Giove che di Saturno potrebbe raggiungere l'arrivo a Makemake entro 16,8-17,3 anni.
La navicella spaziale New Horizons ha condotto osservazioni a distanza di Makemake nell'ottobre 2007 e nel gennaio 2017, dalle rispettive distanze di 52 UA e 70 UA. La traiettoria in uscita della sonda attraverso la fascia di Kuiper ha consentito osservazioni di Makemake ad angoli di fase elevati, altrimenti irraggiungibili dalla Terra. Queste osservazioni uniche hanno facilitato la determinazione delle proprietà di diffusione della luce superficiale di Makemake e del comportamento della sua curva di fase.
Note
Note
Riferimenti
Un episodio podcast intitolato "Attività geotermica sui pianeti nani ghiacciati Eris e Makemake", ospitato dalla Planetary Radio della Planetary Society, è andato in onda il 6 marzo 2024.
- Attività geotermica sui pianeti nani ghiacciati Eris e Makemake – podcast Planetary Radio ospitato da The Planetary Society (6 marzo 2024)
- Una registrazione video della conferenza per il premio Kavli 2012, "Tales From the Outer Solar System", tenuta da Michael E. Brown.
- Le carte del cielo e i dati delle coordinate per Makemake sono disponibili su The Sky Live.
- Un'immagine di Makemake da un'osservazione pre-scoperta, catturata dal telescopio dell'Osservatorio Kleť da 1,06 metri il 20 aprile 2003.
- Un'immagine di Makemake acquisita dal telescopio Keck 1 il 18 febbraio 2010, attribuita a Mike Brown.
- I dati relativi a Makemake sono accessibili tramite il AstDyS-2, Asteroids—Dynamic Site.