Nell’ambito della ricerca della vita fuori dal sistema solare, diverse volte abbiamo parlato di esopianeti:
– A caccia di vita sugli Esopianeti
– Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?
Come visto, questi corpi, orbitanti intorno ad una stella centrale, cosi’ come avviene nel nostro Sistema Solare, sono molto studiati perche’ consentono di aprire una finestra nell’universo a noi vicino. Lo studio di questi corpi e la loro posizione, consente dunque di determinare quali e quanti pianeti potrebbero esserci in grado di ospitare la vita. Come sottolineato diverse volte, dire che un pianeta e’ in grado di ospitare la vita, non significa assolutamente affermare che questa si sia veramente formata. In questi casi, parliamo di “fascia di abitabilita’”, appunto per indicare la presenza di pianeti ad una distanza tale dalla loro stella, adatta a creare le condzioni minime per lo sviluppo della vita. Molto lavoro e’ in corso su questi esopianeti, prima di tutto per studiare la tipologia dei corpi, ma soprattutto perche’ questi sistemi planetari offrono un laboratorio eccezionale per capire l’origine del nostro stesso sistema Solare.
Immagine pittorica del sistema Hydrae
In tal senso, il sistema TW Hydrae, e’ uno dei principali, trovandosi ad appena 180 anni luce da noi ma soprattutto perche’ e’ un sistema molto giovane. Il sistema planetario e’ costituito da una nana rossa centrale, con una massa solo di poco inferiore a quella del nostro sole (circa il 70%). Come detto, si tratta di un sistema molto giovane che si e’ formato “appena” 8 milioni di anni fa e proprio per questo motivo, i processi di formazione e aggregazione di materia sono ancora in corso.
Solo pochi giorni fa, e’ stato pubblicato un importante articolo che riguarda l’osservazione di un piccolo pianeta nel sistema TW Hydrae con una massa compresa tra le 6 e le 28 masse terrestri. Cosa ha di tanto speciale questo pianeta? La particolarita’ e’ che questo pianeta orbita ad una distanza di circa 12 milioni di kilometri dalla stella centrale, cioe’ in una zona dove, secondo gli attuali modelli, questo pianeta non dovrebbe esistere.
Da dove nasce questa affermazione?
Prima di tutto, come discusso in altri articoli, i pianeti vengono formati per aggregazione di materia dal disco orbitante intorno alla stella centrale. Per circa 3 milioni di kilometri prima del piccolo pianeta, non c’e’ materiale utile per l’accrescimento del corpo. Inoltre, dai modelli conosciuti, un corpo del genere avrebbe impiegato un tempo lunghissimo, molto piu’ lungo dell’intera vita del sistema planetario, per formarsi.
Per fare un esempio, Giove si e’ formato in un tempo di circa 10 milioni di anni. Il piccolo pianeta avrebbe richiesto un periodo circa 200 volte piu’ lungo per aggregare il materiale, contro una stima dell’eta’ del sistema planetario di soli 8 milioni di anni.
Capite dunque l’importanza di questa osservazione. Ovviamente, il tutto dovra’ poi essere verificato con ulteriori misurazioni. Ad oggi, l’osservazione in questione e’ stata possibile grazie all’uso della camera sensibile al vicino infrarosso e allo spettrometro presenti sul telescopio Hubble.
Per farvi capire l’importanza delle successive misurazioni, ad oggi, gli strumenti utilizzati non consentono, ad esempio, di visualizzare il disco di materiale intorno alla stella centrale. Il motivo di questo e’ di facile comprensione, le emissioni da parte dell’idrogeno vengono automatiamente riassorbite all’interno del disco non apparendo visibili all’esterno.
Esistono ovviamente teorie alternative gia’ formulate e che potrebbero in qualche modo spiegare la presenza del pianeta in quella posizione. Una delle piu’ discusse e’ quella che vorrebbe la possibilita’ che il disco di accrescimento diventi instabile in alcuni casi, portando dunque materiale in zone piu’ lontane dalla stella centrale e consentendo la formazione di pianeti molto periferici.
Concludendo, la presenza di questo piccolo esopianeta orbitante a distanza cosi’ elevata dalla stella centrale, non sarebbe spiegabile con i modelli attualmente accettati. Questa scoperta implica dunque una ridiscussione di alcuni meccanismi di formazione, appunto per capire come sia possibile formare oggetti massivi a distanza cosi’ elevata dal corpo centrale. Ovviamente, questo non significa assolutamente che i precedenti modelli siano da buttare. Cosi’ come avviene nelle scienze, l’osservazione di un fenomeno non aspettato, spinge ad una ridefinizione di alcuni modelli, dal momento che si potrebbero essere raggiunti i limiti di validita’ di quelli attualmente utilizzati. Sicuramente, per la sua piccola distanza e la giovane eta’, il sistema TW Hydrae ci offre un laboratorio senza eguali per comprendere e studiare i meccanismi di formazione dei pianeti del nostro universo, e, duqnue, anche del nostro sistema solare. Come vedete, il bello della scienza e’ anche questo; trovare qualcosa che non ci si aspettava e spingersi oltre per aumentare la conoscenza e la comprensione della natura.
Bloghissimo
Il Bloggatore
psicosi2012 
Caro Matteo,
Secondo te, é possibile che questi pianeti anomali si siano formati partendo dalla cattura di qualche cometa? A naso, e con le mie scarse conoscenze, mi viene in mente la possibilità di una cometa o un grosso asteroide che non é sfugggito all’attrazione del nuovo sole, entrando in orbita ravvicinata. Se così fosse, la forza gravitazionale dell’asteroide potrebbe assorbire velocemente la polvere orbitale, fungendo quasi da catalizzatore, aumentando velocemente la propria massa.
Vado ad intuizione e potrei aver scritto delle assurdità, ma vorrei sapere la tua opinione in merito.
Renato.
Caro Renato,
la riflessione e’ tutt’altro che banale. Ragioniamo pero’ in questo senso, il materiale e la polvere che formano i pianeti, possono lasciare dei residui che a loro volta non vengono catturati, ma si agglomerano per formare asteroidi. Nel sistema solare questo e’, ad esempio, il caso della Trojan Belt sull’orbita di Giove.
Il pianeta scoperto di cui si parla nell’articolo, si trova in una posizione dove e’ praticamente assente polvere, cioe’ il disco di accrescimento presente il cosiddetto “gap”, cioe’ un’interruzione.
Detto questo, e’ possibile che un asteroide sia arrivato e entrato in orbita intorno al stella centrale? In linea di principio si, ma, data la piccola massa di questi corpi, l’interazione a questa distanza sarebbe talmente debole da impedire la generazione di un’orbita circolare, cioe’ chiusa, come quella osservata. Per oggetti cosi’ piccoli che si avvicinano ad un sistema planetario, la traiettoria piu’ probabile e’ quella aperta in cui gli oggetti arrivano molto vicino al sole e poi ne riescono. In realta’, per essere precisi, si possono avere anche orbite chiuse, ma sempre molto larghe rispetto alla stella.
Nel nostro sistema solare abbiamo tanti esempi di questo tipo. Pensa ad esempio alla fascia di Kuiper. Qui si sono formati anche planetoidi, ma perche’ la zona era ricca di materiale da accorpare. Questo materiale si e’ praticamente aggrumato per formare oggetti piu’ o meno estesi. Ora, se pensiamo ad un singolo oggetto che entra nel sistema, e si mette a ruotare in un’orbita molto distante dalla stella centrale e qui riesce ad attirare materia dal disco, la probabilita’, cosi’ a cazzotto, mi sembra veramente remota. Pensa che il disco di accrescimento, cioe’ il materiale utile, si trova piu’ o meno a 3 milioni di km dal pianeta. Troppo per pensare ad una sorta di aspirapolvere galattico. Inoltre, se pensiamo alla piccola massa che avrebbe dovuto avere il corpo (viste le dimensione che vediamo ora questo e’ lecito), le probabilita’ di entrare in orbita e quelle di attirare materiale sono veramente troppo basse.
A mio avviso, la teoria forse piu’ probabile e’ quella di una discontinuita’ o di una perturbazione creata nel disco di accrescimento e che ha portato alla formazione e alla conseguente espulsione del pianeta.
Sicuramente, una maggiore osservazione ci consentira’ di capire tante cose in piu’. Per il momento, come e’ giusto che sia, non viene esclusa nessuna teoria!
Grazie,
Matteo
Grazie per l’ottima risposta, si impara sempre qualcosa.
Renato.
Caro Renato,
Abbiamo tutti da imparare. Il tuo commento mi ha spinto ad una riflessione nuova. Quando parliamo di qualcosa di non atteso, possiamo solo fare supposizioni e provare a verificare le ipotesi. La scienza funziona così. Quando poi parliamo di universo, come detto tante volte, ci sono ancora tante cose che non sappiamo. Possiamo solo aspettare di scoprirle un poco per volta, come per questo pianeta.
Matteo