Pianeti stellari o stelle planetarie?

Con l’aumentare della potenza dei telescopi si ottengono decisamente molte conferme, ma si scoprono anche nuovi oggetti o fenomeni che spesso contraddicono ipotesi che sembravano abbastanza ben radicate. E’ il caso della formazione planetaria.

E’ stato scoperto un pianeta che orbita attorno a una Nana Bruna nella zona di formazione stellare della costellazione del Toro (a circa 450 anni luce da noi). Esso ha una massa “normale” (5-10 masse gioviane), ma il vero problema è che si è formato in un tempo rapidissimo: solo un milione di anni. Come si può esserne così sicuri? Semplice, dall’età della Nana Bruna. Non può infatti essersi formato prima della stella intorno a cui orbita… E questa velocità di crescita è veramente eccezionale per le teorie esistenti.

Ancora una volta è stato lo Space Telescope a dare un grande contributo, affiancato però efficacemente dall’Osservatorio Gemini (due telescopi da 8 metri alle Hawaii). Pochi dubbi sulla scoperta, in quanto le immagini mostrano direttamente i due oggetti in questione. La stella non è molto più grande del suo pianeta, dato che le Nane Brune hanno una massa dell’ordine di qualche decina di volte quella di Giove. Tuttavia la differenza è sostanziale per passare da oggetto planetario non in grado di innescare le reazioni nucleari a oggetto che ha una limitata attività e subisce contrazioni di tipo stellare. La distanza tra i due oggetti così simili e così diversi è di circa 3.6 miliardi di chilometri (qualcosa di intermedio tra la distanza di Saturno e Urano dal Sole).

Il sistema binario 2M J044144

Le osservazioni del sistema binario 2M J044144 eseguite dall’ Hubble Space Telescope (in alto) e dal Gemini (in basso). Nei pannelli a destra di entrambe le osservazioni è stata rimossa la luce più forte della Nana Bruna, per meglio evidenziare il pianeta di 5-10 masse gioviane

Si è fatta spesso polemica sulla massa minima che deve avere un pianeta per essere giudicato tale e non essere declassato a pianeta nano. Plutone è finito in serie B proprio perché troppo piccolo (oltre però ad altre caratteristiche mancanti). Ma vale anche il discorso contrario: quanto può essere grande un pianeta per essere ancora considerato tale. Si stabiliva come limite superiore qualcosa dell’ordine di 15 masse gioviane. Il nuovo pianeta è perfettamente all’interno di questo intervallo, ma lo possiamo considerare tale? Sembrerebbe che la massa da sola sia un metro insufficiente e bisognerebbe considerare soprattutto il meccanismo attraverso il quale esso si è formato.

Rappresentazione artistica del sistema binario 2M J044144

Una rappresentazione artistica del sistema 2M J044144. La nana Bruna a sinistra (circa 20 volte la massa gioviana) è circondata dal suo disco di gas e polvere che non contiene abbastanza materia per formare un oggetto di circa 5-10 masse gioviane come quello mostrato a destra. La formazione di quest’ultimo deve essere avvenuta contemporaneamente a quella della stella durante il collasso della nube originaria. (Fonte: Gemini Observatory/AURA artwork by Lynette Cook).

Vi sono, al momento, tre scenari di formazione plausibili: (1) la polvere in un disco circumstellare si aggrega lentamente fino a formare un pianeta roccioso di circa 10 masse terrestri, il quale poi accumula un enorme inviluppo gassoso; (2) un nodulo instabile di gas nel disco collassa fino a formare un pianeta; (3) il pianeta si forma insieme alla stella dalla contrazione della nebulosa proto stellare (in pratica ciò che avviene per una stella doppia). L’ultimo scenario era altamente ipotetico. Fino ad ora, almeno.

Data la rapidità del fenomeno osservato nel sistema 2M J044144, sembra dimostrarsi che la formazione di un oggetto planetario possa avvenire con il terzo scenario, quello tipico per la nascita delle stelle. Il primo scenario, infatti, sarebbe troppo lento, mentre il secondo sarebbe sicuramente rapido, ma non vi sarebbe sufficiente gas a disposizione nel disco attorno alla Nana Bruna per costruire un oggetto così grande.

L’implicazione più importante di questa scoperta è che i processi di formazione di sistemi stellari doppi possano estendersi anche fino a masse planetarie. In altre parole, la Natura può formare pianeti in due modi ben diversi tra loro: o utilizzando la polvere e il gas del disco protoplanetario o direttamente utilizzando la nube protostellare. Tuttavia, se il nostro pianeta si è formato nel secondo modo, non può più essere considerato pianeta perché per definizione essi sono definiti tali quando si formano all’interno del disco. Mamma mia, che confusione! Bisognerà sicuramente rivedere non solo i meccanismi di formazione, ma anche la definizione stessa di pianeta!

Il sistema è interessante anche per la presenza di un altro sistema binario, molto vicino, composto da una piccola stella rossa e da una Nana Bruna. Si pensa che tutti e quattro gli oggetti si siano formati nella stessa nube collassata. Quattro fratelli gemelli stellari, di cui uno è nato veramente sottopeso…

L’immagine del Gemini che mostra il sistema 2M J044144

L’immagine del Gemini che mostra il sistema 2M J044144 in basso a destra e il sistema 2M J044145 in alto a sinistra. I quattro oggetti probabilmente formano un quartetto nato dalla stella nube protostellare.

L’articolo completo è recuperabile QUI.

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7 Commenti

  1. E’vero c’è molta confusione,è un pianeta o una stella planetaria formatasi
    dallo stesso disco di polveri da qui è nata la nana bruna penso che la seconda ipotesi sia la più verosimile cioè il pianeta è semplicementeb una stella mancata troppo piccolo per innescare una fusione nucleare

  2. Molto interessante Enzo, si aprono (finalmente) nuovi scenari sulla formazione planetaria. Se fosse vero che tutti e quattro gli oggetti sono nati dalla stessa nube propoplanetaria, sarebbe strano che non ne è venuta fuori nemmeno una stella normale. Poi, se come ho letto in queste ultime ore, ci sono anche pianeti retrogradi e altre anomalie che momentaneamente non ricordo, penso che a breve le vecchie teorie se ne vanno in cantina.

    saluti

  3. @sandro,
    tra poco parlerò danche di pianeti retrogradie altro ancora sulla formazione planetaria. certo è che con il miglioramento della tecnologia e del numero di esopianeti, dovevamo attenderci un po’ di confusione… Staremo a vedere.
    Intanto mi viene in mente un paragone: quando si hanno quattro gemelli è facile che nascano tutti sotto peso…. :mrgreen:

  4. Quello che mi son sempre chiesto è che fine abbia fatto la nebulosa nella quale si è generato il nostro sole.
    Si è oramai “dissipata” nel corso dei 5 miliardi di anni? o con il suo movimento il sole l’ha lasciata alle sue spalle?
    Poi un altro dubbio relativo all’articolo, è possibile che una nube, magari poco densa, possa generare dei corpi singoli, magari di tipo terrestre, senza la presenza di una compagna stellare?

    Grazie!

  5. @Nicola,
    la nostra nube ha avuto 4,5 miliardi di anni per dissiparsi o quantomeno per lasciarci e spostarsi. In realtà fuori dal sistema solare esistono nubi che vengono in qualhce modo tenute a bada dal campo magnetico solare. Che si sappia, non esistono corpi freddi originatisi direttamente da nubi, anche se sono stati osservati pianeti vagabondi, probabilmente “scacciati” gravitazionalmente da casa loro. Affinchè una nube collassi deve avere una massa di un certo valore che porta sempre a far nascere una stella. Tuttavia, esistono stelle singole che sono nane rosse e quindi non ci giurerei che qualche super pianeta sia potuto nascere da solo. Per il momento non se ne conosce…
    grazie a te 😉

  6. @enzo

    siccome so che è un argomento che hai particolramente a cuore…hai visto che in Illinois Plutone è tornato PIANETA??

    Guarda qui. Probabilmente lo sapevi già dato che l’articolo è dell’anno scorso…ma io lo vedo solo adesso! Strana sta cosa no?

  7. @Lampo,
    in realtà non lo sapevo… ma, sai, ognuno può dire e fare ciò che vuole. Noi potremmo dire che per il comune di Torino la Terra gira intorno alla Luna e cose del genere. Quello che è sicuro è che la Unione Astronomica Internazionale ha espresso una sua risoluzione, portando Plutone tra i pianeti nani. Magari alla prossima riunione cambierà idea, visto che gli americani sono numerosissimi e la degradazione di Plutone la considerano una sconfitta… Boh, non mi stupirei di niente… 😯