Tre soli per scaldare il pianeta HD 131399Ab

Un’equipe di astronomi ha usato lo strumento SPHERE montato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO per ottenere un’immagine del primo pianeta trovato in orbita allargata intorno a un sistema triplo di stelle. L’orbita di questo pianeta dovrebbe essere instabile, causando l’espulsione del pianeta dal sistema. In qualche modo però questo non accade. Il risultato inaspettato suggerisce che questo tipo di sistemi possano essere più comuni del previsto. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista ScienceTatooine, il pianeta di Luke Skywalker nella saga di Star Wars, era uno strano mondo con due soli nel cielo, ma gli astronomi sono riusciti a trovare un sistema ancora più esotico, un pianeta in cui l’osservatore vedrebbe sempre la luce del giorno, oppure tre diverse albe e tramonti ogni giorno, a seconda della stagione, che comunque dura molto di più di una vita umana. Questo mondo è stato scoperto da un’equipe di astronomi guidata dall’Università dell’Arizona (Usa) sfruttando le immagini dirette del VLT in Cile. Il pianeta. Si chiama HD 131399Ab ed è diverso da tutti gli altri mondi conosciuti: la sua orbita intorno alla stella più brillante delle tre è la più ampia che si conosca in un sistema multiplo; queste orbite sono spesso instabili, a causa dei campi gravitazionali complessi e mutevoli delle altre due stelle del sistema, e si pensava che fosse molto improbabile trovare pianeti su orbite stabili.
A circa 320 anni luce dalla Terra, nella costellazione del Centauro,HD 131399Ab ha circa 16 milioni di anni ed è quindi uno dei più giovani esopianeti finora scoperti, nonché uno dei pochi di cui si sia ottenuta un’immagine diretta. È anche «il primo in una configurazione dinamica così interessante», ha commentato Daniel Apai, dell’Università dell’Arizona, uno dei coautori dell’articolo. La temperatura di circa 580 gradi C e la massa stimata a circa quattro volte la massa di Giove ne fanno uno degli esopianeti più freddi e meno massicci di cui sia stata ottenuta finora un’immagine diretta.
«Per circa metà dell’orbita del pianeta, che dura circa 550 anni terrestri, si vedono tre stelle in cielo; le due più deboli sono sempre più vicine tra loro e la loro separazione apparente dalla stella più brillante cambia durante l’anno», ha aggiunto Kevin Wagner, il primo autore dell’articolo e della scoperta. Per la maggior parte dell’anno del pianeta, le stelle appaiono vicine a loro in cielo, fornendo così una familiare alternanza di giorno e notte con un unico tramonto triplo e un’unica alba tripla ogni giorno. A mano a mano che il pianeta si muove lungo l’orbita le stelle si spostano sempre più lontane le une dalle altre, fino a quando il tramonto di una coincide con l’alba dell’altra – a questo punto il pianeta ha un dì costante per circa un quarto della sua orbita, o circa 140 anni terrestri.
Wagner, studente di Dottorato all’Università dell’Arizona, ha identificato il pianeta tra centinaia di candidati e ha diretto le osservazioni successive per verificarne la natura. Il pianeta segna anche la prima scoperta di un esopianeta con SPHERE, sensibile alla luce infrarossa e che può perciò vedere l’impronta fornita dal calore dei pianeti giovani, oltre ad avere strumenti sofisticati per correggere i disturbi atmosferici e bloccare la luce, altrimenti accecante, della stella madre.
Anche se osservazioni ripetute e a lungo termine sono necessarie per determinare la traiettoria del pianeta tra le stelle che lo ospitano, le osservazioni e le simulazioni sembrano suggerire questo scenario: la stella più brillante (HD 131399A) è circa l’80% più massiccia del Sole e intorno a lei orbitano le stelle meno massicce, B e C, a circa 300 UA (una UA, o unità astronomica, è la distanza media tra la Terra e il Sole). Nel frattempo, B e C ruotano l’una intorno all’altra separate da una distanza pari a circa quella tra il Sole e Saturno (10 UA).
In questo scenario, il pianeta HD 131399Ab viaggia intorno alla stella A in un’orbita di raggio pari a circa 80 UA, il doppio dell’orbita di Plutone nel Sistema solare, che porta il pianeta a circa un terzo della distanza tra A e la coppia B/C. Gli autori sottolineano che sono possibili molti diversi scenari orbitali e il verdetto sulla stabilità a lungo termine del sistema deve attendere altre osservazioni già pianificate che daranno una miglior misura dell’orbita.
«Se il pianeta fosse più lontano dalla stella più massiccia del sistema, ne verrebbe lanciato fuori. Le nostre simulazioni al computer hanno mostrato che questo tipo di orbita può essere stabile, ma se si cambiano le cose di poco può diventare instabile molto rapidamente», ha spiegato Wagner. «Non è chiaro come questo pianeta sia finito su questa orbita così ampia in un sistema estremo e non possiamo ancora dire cosa ciò significhi per la nostra comprensione di questo tipo di sistemi planetari, ma si vede che c’è più varietà di quello che molti avrebbero ritenuto possibile», ha concluso Wagner. «Quello che sappiamo è che i pianeti in sistemi stellari multipli sono stati studiati molto meno, ma sono potenzialmente altrettanto numerosi di quelli con una singola stella».
Silvano Desidera, dell’Osservatorio Astronomico di Padova, che è tra i componenti del team di ricercatori INAF coinvolti nel progetto SPHERE, ha spiegato: «Questa scoperta è stata realizzata con lo strumento SPHERE al VLT, costruito da un consorzio europeo di cui fa parte anche INAF. In particolare la componente di strumento realizzata in Italia, l’integral field spectrograph (IFS) ha consentito non solo la rivelazione del nuovo pianeta ma anche di ottenerne lo spettro. In questo modo è stato possibile ricavare parametri fisici del pianeta come la sua temperatura».
I pianeti nei sistemi multipli sono molto interessanti per gli astronomi e gli scienziati planetari perché forniscono un esempio di come agisce il meccanismo di formazione planetaria in questi scenari estremi. Sistemi con molti soli potrebbero sembrare esotici, per noi in orbita intorno a una stella solitaria, ma in effetti sono altrettanto comuni del nostro.
Redazione Media Inaf

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