Nuove scoperte sul destino dei pianeti giganti

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A mano a mano che i giganti gassosi si avvicinano al loro sole, vengono sottoposti a una trasformazione radicale: le loro atmosfere si espandono rapidamente, diventano instabili e cominciano a incendiarsi nello spazio.
Un'équipe di scienziati dell'university College di Londra (UCL) ha da poco scoperto con precisione quanto un gigante gassoso si può avvicinare alla propria stella prima di subire tale destino.
La ricerca, pubblicata nell'ultimo numero della rivista «Nature», è stata presentata in occasione del Forum europeo sul giornalismo scientifico tenutosi a Barcellona (Spagna) il 4 dicembre.
«Sappiamo che Giove ha un'atmosfera sottile e stabile e che orbita attorno al Sole a cinque unità astronomiche (AU), ossia il quintuplo della distanza tra il Sole e la Terra. Per contro, sappiamo anche che gli esopianeti che orbitano a distanza ravvicinata, quali HD209458b, la cui orbita è di 100 volte più vicina al proprio sole di quella di Giove, hanno un'atmosfera molto espansa che sta evaporando nello spazio. La nostra équipe voleva scoprire a che punto avviene tale cambiamento e come si svolge», ha dichiarato Tommi Koskinen, uno degli autori dell'articolo.
Molti giganti gassosi migrano verso la propria stella nell'arco di milioni di anni. Via via che un pianeta si avvicina al proprio sole, l'atmosfera si riscalda e, come conseguenza del calore, si espande. Tuttavia, le atmosfere di tali pianeti giganti dispongono anche di un termostato integrato sotto forma di una molecola denominata H3+. Tale forma di idrogeno con elettrica viene creata dalla luce del sole, per cui quanto più un pianeta si avvicina al Sole, tanto maggiore è la sua produzione di H3+. L'H3+ riflette con forza la luce del sole nello spazio, abbassando efficacemente la temperatura dell'atmosfera del pianeta.
I ricercatori hanno sviluppato un modello tridimensionale complesso che ha tenuto conto dell'effetto riscaldante del Sole e del raffreddamento provocato dall'H3+. Il modello ha rivelato che persino a una distanza dal sole di 0,16AU, l'atmosfera del pianeta rimane stabile e simile a quella di Giove. Tuttavia, anche il minimo avvicinamento del pianeta al sole oltre tale soglia scatena un'interruzione del meccanismo di raffreddamento dell'H3+ e la conseguente espansione dell'atmosfera.
«Abbiamo scoperto che 0,15AU rappresenta il punto significativo di non ritorno», ha dichiarato il professor Alan Aylward. «Se si porta un pianeta anche appena oltre tale soglia, l'idrogeno molecolare diventa instabile e la produzione di H3+ cessa. L'effetto termostatico di autoregolazione si dissolve e l'atmosfera inizia a riscaldarsi in maniera incontrollabile.»
In occasione della presentazione dei risultati della propria équipe a Barcellona, il professor Steve Miller ha spiegato che il fenomeno della migrazione centripeta dei grandi pianeti verso il centro dei loro sistemi solari sembra essere piuttosto comune. «Degli oltre 260 pianeti extrasolari da noi scoperti, da 100 a 120 orbitano a una distanza inferiore a un'unità astronomica, per cui potrebbero aver subito tale processo o essere attualmente interessati dal medesimo», ha spiegato.
Il professor Miller ha tuttavia rassicurato immediatamente i partecipanti alla conferenza che Giove non subirà tale destino.

L'età dei giganti gassosi:

Questo tipo di pianeta si forma entro i primi 10 milioni di anni di vita della stella, o non si forma affatto.
I pianeti gassosi giganti, come Giove e Saturno si formerebbero subito dopo la loro stella: è questa la conclusione di una ricerca condotta da ricercatori dell’Università dell'Arizona sulla base di osservazioni compiute grazie allo Spitzer Space Telescope della NASA. In base ai loro calcoli, in particolare, questo tipo di pianeti o si forma entro i primi 10 milioni di anni di vita della stella, o non si forma affatto. La vita media di una stella di tipo solare si aggira intorno ai 10 miliardi di anni. Per giungere alla conclusione, il gruppo di astronomi diretto da Ilaria Pascucci ha esaminato 15 stelle simili al Sole, di età compresa fra i 3 e i 30 milioni di anni, cercando la presenza di gas caldi nella parte interna di quei sistemi stellari e di gas freddi in quella più esterna. Attorno a tutte le stelle esaminate nello studio turbina una quantità di gas pari a meno del 10 per cento di quella massa di Giove, ha detto la Pascicci. “Ciò indica che i pianeti giganti come Giove o Saturno si sono già formati in questi giovani sistemi solari, o che non si formeranno mai." Gli astronomi ritengono che il gas attorno alla stella possa essere importante per indurre i pianeti di tipo terrestre, ossia quelli rocciosi, a percorrere una orbita relativamente circolare. Se la Terra possedesse un’orbita fortemente ellittica, le temperature assumerebbero valori così opposti ed estremi da rendere impossibile lo sviluppo di organismi complessi. Molti sistemi stellari simili al nostro non contengono gas sufficiente per costringere eventuali pianeti rocciosi in una orbita circolare, ha concluso la Pascucci.

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Un enorme pianeta gassoso osservato al di fuori del sistema solare si è rivelato essere soltanto un’illusione ottica.
Un enorme pianeta, che gli astronomi credevano di aver osservato in orbita attorno a una stella distante, si è invece rivelato essere solo un'illusione ottica. Questa scoperta potrebbe ora spingere a cancellare numerosi altri pianeti dalla lista di quelli finora osservati al di fuori del sistema solare. Un’analisi effettuata da Gregory Henry, astronomo della Tennessee State University, ha dimostrato che il pianeta era in realtà un gioco di luce creato da una macchia gigante sulla superficie della stella. Fino a oggi gli astronomi hanno identificato 101 pianeti extrasolari, ma la nuova analisi, descritta in un articolo pubblicato sulla rivista “Astrophysical Journal”, suggerisce che una parte di essi potrebbe essere un'illusione ottica. Henry e i suoi colleghi hanno studiato la stella HD192263, la quale nel 1999 fu menzionata da scienziati svizzeri e statunitensi come dotata di un pianeta gigante del tutto simile a Giove. Gli astronomi hanno ora studiato meglio l'oscillazione che allora fece pensare all’esistenza del pianeta, misurando con precisione la luminosità della stella. È stato così possibile concludere che l'oscillazione è in realtà causata dal transito di una grande macchia scura sulla superficie della stella. La circostanza, rilevata dallo stesso Henry, che la maggior parte dei pianeti extrasolari finora osservati orbiti attorno a stelle molto più vecchie, probabilmente prive di grandi macchie oscure, è solo di parziale consolazione. In ogni modo, commenta Steven Vogt dell’Università di California-Santa Cruz, uno degli astronomi che avevano inizialmente annunciato la scoperta del falso pianeta e che ora riconosce la validità dei risultati di Henry, attualmente vengono studiate circa 1000 stelle per individuare possibili pianeti: che si presentasse qualche errore era inevitabile.

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