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Disallineamenti planetari causati da impatti stellari

L’astrofisico Konstantin Batygin, della Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, ha pubblicato un articolo sulla prestigiosa rivista Nature in cui sostiene che la ragione per cui alcuni pianeti orbitano lungo un piano che si trova al di fuori rispetto al piano equatoriale del loro Sole sia dovuta all’esistenza di un’altra stella che ha interagito con le loro orbite. Batygin suggerisce inoltre che i sistemi planetari che una volta hanno ospitato più di una stella, ma ora non lo fanno, potrebbero contenere pianeti gioviani che si muovono lungo una orbita opposta rispetto alla direzione di rotazione della stella ospite.

I pianeti giovani sono grandi, sono simili a Giove e orbitano molto vicino alla loro stella. Scoperti a partire dal 1995, gli astronomi ritengono che questi giganti si formano ad una certa distanza dalla loro stella e poi migrano col tempo verso le regioni centrali a causa dell’attrazione gravitazionale dovuta al gas e alle polveri che circondano la stella. Secondo questa teoria ci si aspetta che il pianeta si muova lungo una orbita che sia allineata con l’equatore della stella. Tuttavia, tale teoria è stata messa da parte quando, nel 2008, gli astronomi hanno scoperto che alcuni pianeti gioviani non si trovano su orbite allineate e che alcuni di essi si muovono in senso inverso rispetto alla rotazione della stella ospite. Teorie più recenti suggeriscono che questo fenomeno è dovuto all’interazione gravitazionale di altri pianeti simili a Giove che si sono avvicinati alla stella. Ora, però, Batygin propone un’altra possibilità e cioè che il disallineamento delle orbite sia dovuto agli effetti gravitazionali di una seconda stella che faceva parte del sistema planetario. Batygin parte dal fatto che la maggior parte dei sistemi planetari sono caratterizzati, di fatto, da due stelle e che in alcuni casi si trovano più di due stelle. Dunque, per cercare di capire quale impatto potrebbe avere sui pianeti la presenza di due o più stelle, Batygin ha costruito una serie di modelli numerici. Le sue simulazioni hanno mostrato che eventuali interazioni sull’orbita di un pianeta potrebbero facilmente spiegare perché alcuni sistemi planetari mostrano un disallineamento totale di tutti i pianeti e che persino un flip-flop potrebbe capitare al punto tale da determinare un moto orbitale retrogrado del pianeta rispetto alla direzione di rotazione della stella. Egli fa notare che, dato che il nostro Sistema Solare ha una inclinazione di 7 gradi, è molto probabile che una delle stelle della Via Lattea una volta faceva parte del nostro sistema planetario. Infine, Batygin suggerisce che per validare la sua teoria occorrerà confrontare tutti i sistemi binari noti con tutti i sistemi planetari disallineati.

[Abstract: A primordial origin for misalignments between stellar spin axes and planetary orbits]

KOI-500, un sistema planetario ‘compatto’

La stragrande maggioranza dei sistemi planetari extrasolari sono molto diversi dal Sistema Solare. Di fatto, nella maggior parte dei casi si trovano delle configurazioni compatte dove i pianeti giganti orbitano molto vicini alla stella ospite. Un caso estremo si ha nel nuovo sistema planetario che fa parte del catalogo Kepler Object of Interest e denominato KOI-500. Questo sistema solare alieno è caratterizzato da ben cinque pianeti che, però, si trovano all’interno di una regione equivalente a meno di un dodicesimo della distanza Terra-Sole: un sistema planetario decisamente ‘compatto’.

“Si tratta di un sistema planetario compatto” dichiara Darin Ragozzine dell’Università della Florida. “Se saremo capaci di capire il sistema KOI-500, allora saremo in grado di comprendere come si formano questi sistemi planetari e come mai la maggior parte di essi sono differenti dal nostro Sistema Solare”. Il fatto che quasi tutti i sistemi planetari che sono stati scoperti appaiono molto diversi dal nostro induce gli astronomi a pensare che, forse, noi siamo l’eccezione alla regola. Nel 2010, uno studio in tal senso indicò che solamente il 10-15% delle stelle presenti nell’Universo ospitano sistemi planetari simili al nostro, cioè dove sono presenti pianeti di tipo terrestre vicino alla stella e pianeti giganti gassosi verso le regioni più esterne. “Analizzando KOI-500, crediamo che questi pianeti non si siano formati dove sono attualmente” spiega Ragozzine. “E’ possibile che inizialmente i pianeti fossero distribuiti su regioni più ampie dello spazio e che poi abbiano migrato, per così dire, nella configurazione compatta che osserviamo oggi”. Esistono varie teorie sulla formazione dei pianeti più grandi nelle regioni più esterne del Sistema Solare in base alle quali si ritiene che i pianeti abbiano migrato verso le regioni più interne ed esterne durante il processo di formazione. Come mai i pianeti più interni, inclusa la Terra, non si sono spostati verso le regioni più interne? Certamente non abbiamo la risposta a questa domanda e KOI-500 diventerà sicuramente un esempio per le future teorie che tenteranno di descrivere come si formano i sistemi planetari compatti e, forse, da queste emergeranno le spiegazioni e le caratteristiche peculiari che contraddistinguono il nostro Sistema Solari dagli altri finora scoperti.