Stelle che si prendono a calci (gravitazionali)

Un sistema solare scombinato dal passaggio ravvicinato di una coppia di stelle può spiegare alcune anomalie che si osservano nel Cosmo, e forse anche il mistero del nostro ipotetico Pianeta Nove.

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Il sistema binario HD 106906 mostra di avere un disco di polvere cometaria anomalo, molto asimmetrico, e un pianeta gigante (HD 106906 b) molto distante da entrambe le stelle del sistema. | Paul Kalas, UC Berkeley

Alcuni aspetti particolari del Sistema Solare, come la Nube di Oort (che lo avvolge con miliardi di comete), i pianeti nani che ruotano attorno al Sole su orbite strane o il lontano (e ipotetico) Pianeta Nove, sono stati collegati da alcuni astronomi al passaggio ravvicinato di una stella al nostro sistema solare quando questo era molto giovane.

 

La domanda implicita in questa ipotesi è se un'invasione di campo stellare da parte di un astro vagabondo sia in grado di alterare profondamente un sistema solare: due astronomi, Robert J. De Rosa (Stanford University e University of California) e Paul Kalas (University of California e SETI Institute), affermano di avere trovato le prove di un evento di questo genere (lo studio è stato pubblicato su The Astronomical Journal).

 

A 300 anni luce dal Sole. Un pianeta in orbita attorno a una giovane stella binaria (un sistema di due stelle che ruotano una vicino all'altra) potrebbe essere stato "perturbato" da un paio di stelle che passarono vicino a quel sistema solare 2-3 milioni di anni fa, poco dopo che il pianeta si era formato da un disco di polveri e gas (illustrazione qui sotto).

 

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Illustrazione: il sistema HD 106906, la posizione del suo pianeta "b" e la posizione del sistema binario che 3 milioni di anni fa lo avrebbe scombussolato. | Paul Kalas / Elab. Luigi Bignami

Paul Kalas spiega che «nello studio degli esopianeti, si è scoperto che alcuni sono disallineati rispetto all'eclittica, ossia rispetto al piano dell'orbita che dovrebbero avere, come se uno tsunami cosmico avesse travolto quei sistemi stellari e alterato le "orbite naturali" di alcuni pianeti: abbiamo scoperto un sistema solare che mostra quel che realmente è successo».

 

Il sistema binario è HD 106906, a 300 anni luce da noi, ed è molto giovane - circa 15 milioni di anni. Quando Kalas iniziò a studiarlo, nel 2015, scoprì l'esistenza di un pianeta (HD 106906 b) gigantesco (11 masse gioviane) e con un'orbita molto insolita, inclinata di circa 21 gradi rispetto al piano del disco stellare, che contiene tutto il resto di quel sistema solare. Nel periodo di osservazione, la sua posizione rispetto al centro del sistema è di almeno 738 volte quella tra la Terra e il Sole (circa 18 volte più della distanza tra Plutone e il Sole!). È una distanza enorme, inspiegabile.

 

De Rosa e Kalas hanno sfruttato gli strumenti del telescopio Gemini South (sulle Ande cilene) e il telescopio spaziale Hubble, e scoperto che quel sistema possiede anche una fascia ricca di comete di forma strana, con una struttura asimmetrica, cosa che ha suggerito che un "qualcosa" possa avere disturbato quel sistema solare quando si stava formando.

 

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Le anomalie nella posizione di pianeti e comete di alcuni sistemi solari sono riconducibili a incontri ravvicinati con altre stelle e sistemi solari: è una "lettura" sempre più condivisa dagli scienziati, e che potrebbe essere applicata anche al nostro Sistema Solare. | NASA / JPL-Caltech

Incontri stellari. Inizialmente i ricercatori pensarono all'esistenza di un altro pianeta gigante e non ancora scoperto, che interagendo col pianeta "b" l'avrebbe "spinto" fuori rotta, ma giunsero poi alla conclusione che la struttura di quel sistema solare fosse più semplice da spiegare con gli effetti gravitazionali prodotti dal passaggio ravvicinato di una stella vagabonda. L'ipotesi ha trovato un'importante conferma quando sono state analizzate - grazie al satellite astrometrico GAIA (Esa) - le traiettorie a ritroso nel tempo di 461 stelle in prossimità di HD 106906 e i ricercatori hanno scoperto che un altro sistema stellare binario passò molto vicino a quest'ultimo circa 3 milioni di anni fa.

 

Il passaggio ravvicinato sortì l'effetto di una serie di poderosi calci gravitazionali sull'intero sistema HD 106906, allontanando il pianeta b dalla sua orbita naturale - spiegano gli astronomi - che per estensione affermano che una situazione analoga potrebbe essersi verificata anche nel nostro Sistema Solare in formazione, col risultato di allontanare ben oltre l'orbita di Plutone il nostro ancora ipotetico Pianeta Nove.

 

11 marzo 2019 | Luigi Bignami