Le scoperte di esopianeti sono diventate così frequenti negli ultimi anni che gli scienziati hanno contato quasi 4.000 finora. Ma l'annuncio di un team internazionale di ricercatori sulla prestigiosa rivista Science è molto strano: hanno scoperto un gigantesco esopianeta, chiamato GJ 5312b, in un "luogo improbabile" - in orbita attorno a una piccola stella nana rossa (GJ 3512 ). Una situazione "improbabile" perché questo esopianeta, come quello di Giove (anche se mezzo massiccio), è gigantesco rispetto alla sua stella, che rappresenta a malapena un decimo della massa del Sole.

Una scoperta che può "agitare gli astronomi"

Un pianeta così grande attorno a una stella così piccola è difficile da spiegare data la teoria classica della formazione del pianeta. "La scoperta di un nuovo esopianeta non è particolarmente eccezionale in sé, ma se sfida la teoria classica della formazione dei pianeti, la sua scoperta può agitare gli astronomi", scrive Greg Laughlin, che non ha partecipato a questa ricerca, in un articolo correlato sulla rivista Science .

Confronto tra la stella nana rossa GJ 3512 e il Sole, così come altre nane rosse. © Guillem Anglada-Escude - IEEC, SpaceEngine.org

Il 10% degli esopianeti noti ruota attorno a stelle nane rosse

Le stelle di tipo M Red Dwarf - come Proxima Centauri - sono tra le stelle più piccole e fredde, ma è di gran lunga il tipo più comune di stella nella Via Lattea. Tuttavia, nonostante la loro onnipresenza, solo circa il 10% delle migliaia di esopianeti scoperti finora ruota attorno a queste stelle a bassa massa. Gli studi sugli esopianeti e il modello classico di formazione planetaria suggeriscono che i giganti gassosi della massa di Giove sono piuttosto rari nei sistemi di nane rosse e in che modo tali pianeti possono formarsi attorno a stelle a bassa massa rimane sfocato.

Juan Carlos Morales dell'Istituto per gli studi spaziali della Catalogna (Spagna) e i suoi colleghi hanno usato il metodo della velocità radiale (vedi riquadro sotto) per studiare il nano rosso GJ 3512. Con loro sorpresa, hanno così ho scoperto il gigantesco esopianeta gassoso GJ 5312b, che ha un'orbita eccentrica di 204 giorni attorno alla stella (vedi video sotto).

Rappresentazione artistica dell'orbita dell'esopianeta gigante GJ 5312b attorno a una piccola stella nana rossa (GJ 3512). © Guillem Anglada-Escude - IEEC / Science Wave, SpaceEngine.org

Il metodo della velocità radiale, come funziona?

La presenza di un pianeta in orbita attorno a una stella provoca movimenti regolari della stella. Per un osservatore terrestre, la stella si allontana e si avvicina. Questi cambiamenti sono accompagnati da uno spostamento nel suo spettro di luce, verso il rosso quando si allontana, verso il blu quando si avvicina. Questi offset molto sottili possono essere osservati da spettrografi come lo strumento HARPS di ESO o Carmenes.

Il metodo più comune per scoprire gli esopianeti è quello dei transiti planetari, che consiste nel rilevare il piccolo calo di luminosità prodotto quando un pianeta passa davanti alla sua stella. Può essere usato solo su stelle che hanno una posizione precisa rispetto al piano orbitale. Una condizione che è soddisfatta, ma invertita, per i due pianeti di Teegarden: gli astronomi situati su uno di essi potrebbero rilevare la Terra osservandola passare davanti al Sole.

Il modello preferito di instabilità gravitazionale

I ricercatori hanno anche trovato prove che suggeriscono la presenza di un altro pianeta candidato in questo sistema. Usando questi nuovi dati, mostrano che il modello di formazione planetaria più comunemente accettato - il modello di accrescimento del kernel - non spiega come potrebbe essersi formato questo sistema. Secondo loro, il modello di instabilità gravitazionale potrebbe essere più rilevante per spiegare la formazione planetaria.

"Esistono due modelli principali di formazione planetaria: il modello di accrescimento dei nuclei e l'instabilità gravitazionale " , afferma Juan Carlos Morales , "finora il modello" core "potrebbe spiegare la formazione dei pianeti più conosciuti, compreso il sistema solare, quindi è il modello più accettato nella comunità scientifica ". Questo modello considera che la polvere del disco si accumula per formare nuclei rocciosi delle dimensioni di piccoli asteroidi, che crescono per coagulazione. Quando raggiungono una massa critica (circa 10 masse terrestri), iniziano ad accumulare lentamente gas dal disco, la cui massa e dimensione aumentano, fino a quando il disco non viene dissipato. È un processo piuttosto lento di formazione del pianeta. "Tuttavia, il pianeta che abbiamo scoperto ruota attorno a una stella molto piccola, il che significa che il suo disco potrebbe essere meno massiccio e che non ha il tempo di formare un pianeta come Giove, che corrisponde al tipo GJ 3512 " spiega Juan Carlos Morales.

Il modello di instabilità gravitazionale funziona in modo diverso: "Il disco protoplanetario attorno alla giovane stella può essere più massiccio e freddo, il che rende instabile il disco, quindi possono apparire alcune regioni dense. Questa iperdensità può aumentare fino a quando ' Come mostriamo nella nostra pubblicazione, questo processo è molto più veloce e possono essere formati pianeti più grandi, quindi il pianeta che abbiamo scoperto è la prima prova che questo potrebbe anche portare a una nuova popolazione di esopianeti ".

Le scoperte di esopianeti sono diventate così frequenti negli ultimi anni che gli scienziati hanno contato quasi 4.000 finora. Ma l'annuncio di un team internazionale di ricercatori sulla prestigiosa rivista Science è molto strano: hanno scoperto un gigantesco esopianeta, chiamato GJ 5312b, in un "luogo improbabile" - in orbita attorno a una piccola stella nana rossa (GJ 3512 ). Una situazione "improbabile" perché questo esopianeta, come quello di Giove (anche se mezzo massiccio), è gigantesco rispetto alla sua stella, che rappresenta a malapena un decimo della massa del Sole.

Una scoperta che può "agitare gli astronomi"

Un pianeta così grande attorno a una stella così piccola è difficile da spiegare data la teoria classica della formazione del pianeta. "La scoperta di un nuovo esopianeta non è particolarmente eccezionale in sé, ma se sfida la teoria classica della formazione dei pianeti, la sua scoperta può agitare gli astronomi", scrive Greg Laughlin, che non ha partecipato a questa ricerca, in un articolo correlato sulla reazione del diario 1

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