Quattro giganti e una giovane star danno da pensare

Quattro pianeti giganti attorno a una giovane stella sollevano domande su come si formano i pianeti

Un gruppo di ricercatori ha identificato una stella giovane con quattro pianeti delle dimensioni di Giove e Saturno in orbita attorno ad essa. È la prima volta che così tanti pianeti massicci sono stati rilevati in un sistema tanto giovane. Il sistema ha anche stabilito un nuovo record per la gamma più estrema di orbite finora osservate: il mondo nel margine esterno dista più di mille volte dal suo Sole rispetto al pianeta più interno, il che solleva domande interessanti su come un tale sistema potrebbe essersi formato.

Rappresentazione artistica dei quattro giganti gassosi in orbita attorno a CI Tau.
                               Credito: Amanda Smith, Institute of Astronomy, Università di Cambridge

Un gruppo di ricercatori ha identificato una stella giovane con quattro pianeti delle dimensioni di Giove e Saturno in orbita attorno ad essa. È la prima volta che così tanti pianeti massicci sono stati rilevati in un sistema tanto giovane. Il sistema ha anche stabilito un nuovo record per la gamma più estrema di orbite finora osservate: il mondo nel margine esterno dista più di mille volte dal suo Sole rispetto al pianeta più interno, il che solleva domande interessanti su come un tale sistema potrebbe essersi formato.

La mamma dei giganti

La stella ha solo due milioni di anni – un “bambino” in termini astronomici – ed è circondata da un enorme disco di polvere e ghiaccio. Questo disco protoplanetario è il luogo in cui si formano pianeti, lune, asteroidi e altri oggetti astronomici in sistemi stellari.

L’astro era già balzato all’attenzione perché attorno ad esso staziona un cosiddetto Giove caldo – un enorme pianeta in orbita molto vicino alla sua stella madre – il primo ad essere stato scoperto intorno ad un giovane astro. Sebbene i Giove caldi siano stati il primo tipo di pianeta extrasolare scoperto, la loro esistenza ha per lungo tempo confuso gli astronomi, perché si pensa che siano troppo vicini alle loro stelle genitrici per essersi formati in situ.

Ritratto di famiglia

Ora, un team di ricercatori guidati dall’Università di Cambridge ha utilizzato l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) per cercare i “fratelli” planetari di questo “baby” Giove caldo. La loro immagine ha rilevato tre distinte lacune nel disco che, stando al modello teorico, sono molto probabilmente causate da altri tre giganti gassosi che orbitano attorno alla giovane stella. I loro risultati sono riportati su “The Astrophysical Journal Letters”.

CI Tau si trova a circa 500 anni luce di distanza da noi, in una regione con formazione stellare molto attiva della galassia. I suoi quattro pianeti differiscono molto nelle loro orbite: il più vicino (il Giove caldo) si trova nell’equivalente dell’orbita di Mercurio, mentre le orbite più lontane sono ad una distanza più di tre volte maggiore di quella di Nettuno. I due pianeti esterni hanno circa la massa di Saturno, mentre i due pianeti interni hanno rispettivamente attorno a una e 10 volte la massa di Giove.

I dubbi

La scoperta solleva molte domande per gli astronomi. Circa l’1% delle stelle ospita dei Giove caldi, ma la maggior parte dei famosi Giove caldi sono centinaia di volte più vecchi di CI Tau. “Attualmente è impossibile dire se l’architettura planetaria estrema vista in CI Tau sia comune nei sistemi con Giove caldi, perché il modo in cui questi pianeti fratelli sono stati rilevati – attraverso il loro effetto sul disco protoplanetario – non può funzionare nei sistemi più vecchi che non hanno più un disco protoplanetario “, ha detto la professoressa Cathie Clarke dell’Istituto di Astronomia di Cambridge, il primo autore dello studio.

Non è nemmeno chiaro se i pianeti fratelli abbiano avuto un ruolo nel guidare il pianeta più interno nella sua orbita ultra-chiusa, e se questo sia un meccanismo che funziona in generale per i Giove caldi. E un ulteriore mistero è come si siano formati i due pianeti esterni.

“I modelli di formazione dei pianeti tendono a concentrarsi sulla capacità di far sviluppare i tipi di pianeti che sono già stati osservati, quindi le nuove scoperte non si adattano necessariamente ai modelli”, ha affermato Clarke. “Si suppone che i pianeti con massa pari a Saturno si formino dapprima accumulando un nucleo solido e poi attirando uno strato di gas negli strati superiori, ma questi processi dovrebbero essere molto lenti a grandi distanze dalla stella. Molti modelli faranno fatica a creare pianeti di questo tipo di massa a tale distanza. ”

Prossimamente

Nel prossimo futuro si studierà questo sistema sconcertante a più lunghezze d’onda, per ottenere maggiori indizi sulle proprietà del disco e dei suoi pianeti. Nel frattempo, ALMA – il primo telescopio con la capacità di immortalare i pianeti in via di sviluppo – probabilmente ci regalerà ulteriori sorprese in altri sistemi, ridando forma alla nostra immagine di come si formano i sistemi planetari.

La ricerca è stata sostenuta dal Consiglio Europeo della Ricerca.

 

Articolo di riferimento QUI (in inglese).

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9 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Domanda: a differenza dei normali processi conosciuti per la formazione dei pianeti, dove vedono formarsi prima le stelle, non potrebbe succedere che questi giganti si siano formati da una culla indipendente da quella della stella, diciamo in contemporanea e si sono stabilizzati nel modo in cui sono adesso? la massa planetaria in nessun modo si può formare per prima?

  2. I giganti gassosi sono delle stelle mancate. Se Giove fosse riuscito ad avere più massa, ad esempio prendere più gas che invece è andato nella formazione di Saturno, si sarebbe innescata quella reazione che avrebbe reso il nostro un sistema binario. Dunque credo che questi si formino in contemporanea con la stella, la quale essendo riuscita ad assorbire più gas si innesca per prima. Poi, mio inesperto parere, chi ci dice che in tempi cosmici e giochi di gravità, 2 di questi 4 giganti non si scontrino e diano vita ad una seconda stella?

  3. Citazione Originariamente Scritto da frignanoit Visualizza Messaggio
    Domanda: a differenza dei normali processi conosciuti per la formazione dei pianeti, dove vedono formarsi prima le stelle, non potrebbe succedere che questi giganti si siano formati da una culla indipendente da quella della stella, diciamo in contemporanea e si sono stabilizzati nel modo in cui sono adesso? la massa planetaria in nessun modo si può formare per prima?
    Sulla formazione planetaria ci sono teorie diverse, che queste scoperte stanno mettendo alla prova.
    Il punto è che, per quanto comunemente si crede, i proto pianeti si formano partendo dal disco di accrescimento di una stella, e quindi non possono formarsi prima. Sicuramente smettono di formarsi dopo la nascita della stella, perchè le radiazioni col tempo spazzano via il disco protoplanetario.
    La formazione dei pianeti giganti, tuttavia, ha caratteristiche peculiari. Sono stati trovati pianeti giganti che vagano solitari nello spazio e si pensa che siano sfuggiti dal loro sistema solare mediante interazioni con altri pianeti dello stesso sistema, ma chissà...

  4. Citazione Originariamente Scritto da Mulder Visualizza Messaggio
    I giganti gassosi sono delle stelle mancate. Se Giove fosse riuscito ad avere più massa, ad esempio prendere più gas che invece è andato nella formazione di Saturno, si sarebbe innescata quella reazione che avrebbe reso il nostro un sistema binario. Dunque credo che questi si formino in contemporanea con la stella, la quale essendo riuscita ad assorbire più gas si innesca per prima. Poi, mio inesperto parere, chi ci dice che in tempi cosmici e giochi di gravità, 2 di questi 4 giganti non si scontrino e diano vita ad una seconda stella?
    Il problema è la massa totale. La più piccola nana rossa che si pensa possa innescare processi di fusione nucleare stabili a lunga durata possederebbe 84 masse gioviane circa.
    L'aumento di massa con l'assorbimento di un pianeta della massa di Saturno non comporterebbe grossi cambiamenti...

  5. Ricordo di una teoria che prendeva in considerazione la "migrazione" all'interno del sistema stellare dei pianeti di grande massa (ricordo che diceva fosse successo anche nel nostro sistema solare), i giganti gassosi si formavano all'esterno dove le temperature erano abbastanza basse da permettere la condensazione dei gas e poi (per interazioni con altri grandi masse, per la dissipazione dell'energia dovuta alla frizione col materiale del disco, ecc), alcuni migravano piu all'interno, altri piu all'esterno ed alcuni addirittura fuggivano via dopo incontri (troppo) ravvicinati.

    Forse lessi l'articolo anni fà un uno dei numeri del L'Astronomia.

  6. beh ci può stare...sono modelli giovani e un pò abbozzati. tutt'altro che affermati come chessò lo studio delle stelle o l'evoluzione delle stesse; dopotutto i primi pianeti extrasolari confermati con certezza risalgono ai primi anni 90 se non sbaglio,una trentina di anni fa,prima gli strumenti e le tecniche di osservazione non erano abbastanza sviluppati per confermarli con sicurezza,non riusciamo neanche a vederli direttamente...si brancola ancora un pò nel buio diciamo