I Giove caldi si formano o migrano? Un pianeta appena scoperto potrebbe aiutare a rispondere a questo
La scoperta di oltre 4000 pianeti ( 4.171 confermati e oltre!) al di là del nostro Sistema Solare ha rivoluzionato il campo dell'astronomia. Sfortunatamente, uno degli aspetti negativi di tutte queste scoperte è il modo in cui ha scosso le teorie su come si è formato il nostro Sistema Solare. In passato, gli astronomi pensavano che il otto pianeti (o nove , o oltre cento , a seconda del punto di vista) formati dove si trovano attualmente.
Tuttavia, la scoperta di giganti gassosi che orbitano vicino alle loro stelle (noti anche come 'Hot Jupiters') ha confuso questo pensiero. Ma secondo un recente Studio sostenuto dalla NASA , la recente scoperta di un giovane gigante gassoso potrebbe offrire indizi su come si formano i pianeti simili a Giove e se migrano o meno. Questa scoperta è stata possibile grazie al Telescopio spaziale Spitzer , che continua a rivelare cose sul nostro Universo anche in pensione.
Lo studio, apparso di recente su Il Giornale Astronomico, è stato guidato da Aaron C. Rizzuto – un borsista post-dottorato con l'Università del Texas ad Austin (UTA) e un 51 Pegasi b Fellow. È stato raggiunto da ricercatori del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian (CfA), il Istituto Dunlap per l'astronomia e l'astrofisica , e il Osservatorio Interamericano Cerro Tololo , e più università.
Animazione che mostra un 'Giove caldo'. Trovare altri di questi giovani pianeti potrebbe aiutare gli astronomi a capire come si sono formati e se migrano. Crediti: NASA/JPL-Caltech
Per motivi di studio, il team ha dato un'occhiata a HIP 67522 b , un esopianeta scoperto all'inizio di quest'anno dalla NASA Satellite di indagine sugli esopianeti in transito (TESS). Questo esopianeta è circa 10 volte il diametro della Terra (più o meno lo stesso di Giove) ed è così vicino alla sua stella ospite che impiega solo sette giorni per completare un'orbita completa.
Queste caratteristiche rendono anche HIP 67522 b facile da rilevare utilizzando il Metodo di transito , dove gli astronomi controllano le stelle per cali periodici di luminosità per determinare la presenza di pianeti (oltre alla loro dimensione e periodo orbitale). Tuttavia, questo esopianeta richiedeva ancora una conferma utilizzando i dati a infrarossi dell'ormai in pensione Telescopio spaziale Spitzer poiché è noto che le stelle giovani hanno macchie solari (che portano anche a cali periodici di luminosità).
Ma ciò che è più interessante è il fatto che questa calda stella di Giove (situata a circa 490 anni luce dalla Terra) ha solo 17 milioni di anni. In effetti, HIP 67522 b è il più giovane Giove caldo mai osservato, dato che in tutti i casi precedenti si è scoperto che i Giove caldi avevano più di un miliardo di anni. Ciò potrebbe significare che questo particolare Giove caldo è ancora in fase di evoluzione, consentendo così agli astronomi di testare teorie sulla migrazione dei giganti gassosi.
Come Aaron Rizzuto, uno scienziato di esopianeti dell'Università del Texas ad Austin che ha guidato lo studio, ha detto in un recente Dichiarazione della NASA :
“Possiamo imparare molto sul nostro sistema solare e sulla sua storia studiando i pianeti e altre cose che orbitano attorno al Sole. Ma non sapremo mai quanto sia unico o comune il nostro sistema solare a meno che non siamo là fuori alla ricerca di esopianeti. Gli scienziati degli esopianeti stanno scoprendo come il nostro sistema solare si inserisce nel quadro più ampio della formazione dei pianeti nell'universo».
Per riassumere, ci sono tre teorie principali su come i Giove caldi si avvicinano così tanto alle loro stelle madri. Uno è che si formano vicino alle loro stelle e vi rimangono nel corso della loro vita. Gli altri due, al contrario, affermano che questi pianeti si sono formati più lontano nei loro sistemi solari e sono migrati verso l'interno più tardi nella loro storia. L'unico punto di contesa per queste ultime scuole è: quando e come sono emigrate?
A prima vista, la prima teoria sembra improbabile a molti astronomi, poiché i giganti gassosi che si formano vicino alle loro stelle sarebbero soggetti a calore estremo e periodiche esplosioni stellari. Nel tempo, il materiale gassoso di questi pianeti verrebbe vaporizzato o spazzato via, forse prima ancora che si sia formata. A questo proposito, la seconda e la terza teoria sembrano più plausibili poiché azzardano che i giganti gassosi si formino nella regione più fredda di un sistema.
Questa regione esiste oltre il confine in un sistema in cui è noto che elementi volatili (come acqua, anidride carbonica, metano, ammoniaca, ecc.) Congelano, ovvero. il Linea Gelo , o Linea neve. Dato che i giganti gassosi sono composti prevalentemente da idrogeno, elio ed elementi volatili (sebbene si creda contengano nuclei solidi), questa teoria sembra più logica.
Come notato, i tempi e il meccanismo di queste migrazioni sono quelli in cui la seconda e la terza teoria differiscono. Il primo afferma che i Giove caldi iniziano a migrare all'inizio della storia del sistema, quando sarebbero ancora circondati dal gas e dalla polvere di un disco protoplanetario. In questo scenario, la gravità del disco interagisce con la massa del pianeta, interrompendo così l'orbita del pianeta e facendolo migrare verso l'interno.
Rappresentazione artistica del telescopio spaziale Spitzer.Credito: NASA/JPL
Quest'ultima ipotesi sostiene che i Giove caldi migrano più tardi una volta formati gli altri pianeti del sistema e che è la loro gravità a guidare il processo di migrazione. È qui che entra in gioco la scoperta di HIP 67522 b poiché è così giovane rispetto ad altri Giove caldi. A meno di 17 milioni di anni - meno del 2% dei suoi coetanei - HIP 67522 b sta già orbitando molto vicino alla sua stella.
In breve, questa scoperta ha messo in dubbio la teoria secondo cui i giganti gassosi migrano prima che la loro storia di formazione sia completa. Inoltre, il sistema stellare HIP 67522 non mostra prove di avere un anello protoplanetario. Tuttavia, l'astronomo non può essere sicuro se questo giovane Giove caldo sia un caso anomalo, o un caso tipico quando si tratta di giganti gassosi.
Pur non essendo coinvolto nello studio, Yasuhiro Hasegawa, un astrofisico specializzato nella formazione dei pianeti presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, espresso alcune riflessioni sulle sue imitazioni:
“Gli scienziati vorrebbero sapere se esiste un meccanismo dominante che forma la maggior parte dei Giove caldi. Nella comunità in questo momento non c'è un chiaro consenso su quale ipotesi di formazione sia più importante per riprodurre la popolazione che abbiamo osservato. La scoperta di questo giovane e caldo Giove è emozionante, ma è solo un accenno alla risposta. Per risolvere il mistero, avremo bisogno di altro».
Questa scoperta mostra anche comeSpitzer, anche in pensione, ci fornisce ancora preziose scoperte scientifiche. L'anno prossimo, il Telescopio spaziale James Webb (JWST) prenderà lo spazio, che servirà come successore diSpitzer(tra gli altri telescopi spaziali). Si spera che anche questo riveli cose nuove ed eccitanti che sfidano le nostre nozioni sull'Universo!
Ulteriori letture: NASA , Il Giornale Astronomico