Un pianeta gigante gassoso attorno a una stella nana rossa

Ecco come i ricercatori spiegano la presenza di un grande pianeta gassoso attorno a una piccola stella, quando il nostro modello di formazione dei sistemi solari non lo permetterebbe.

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Illustrazione - In un sistema solare attorno a una stella molto piccola non dovrebbe esserci un pianeta gigante di tipo gioviano, e invece... | CARMENES/RenderArea/J. Bollain/C. Gallego

Lui si chiama Gliese-Jahreiß 3512b (GJ 3512b) lei Gj 3512: lui è un esopianeta (un pianeta che ruota attorno a un'altra stella) con una massa che è più o meno la metà di quella di Giove; lei invece è una piccola stella nana rossa, con massa di circa un decimo di quella del Sole. La differenza di massa ne fa una coppia improbabile, che in teoria non potrebbe esistere.

 

Insieme formano un sistema planetario (potrebbero esserci anche altri pianeti, ma al momento non lo sappiamo) a circa 30 anni luce da noi. Il pianeta, che si aggiunge all'ormai molto lunga lista degli esopianeti noti (sono più di 4.000), è stato scoperto nel corso di una campagna di osservazioni condotta con lo spettrografo Carmenes, installato sul telescopio del Calar Alto Observatory (Spagna): lo studio è pubblicato su Science.

 

Perché "coppia improbabile"? GJ 3512b contraddice la nostra teoria sulla formazione dei pianeti attraverso un processo di accrescimento, ossia da piccoli a grandi. Per quel che ne sappiamo, all'interno del disco di polveri da cui nascerà il sistema planetario, inizialmente si formano i nuclei rocciosi dei pianeti, che progressivamente possono raggiungere dimensioni simili a Venere o alla Terra; poi, quando viene raggiunta una massa critica, questi nuclei possono accumulare grandi quantità di gas fino a raggiungere la massa di un pianeta di tipo gioviano. La presenza di un gigante gassoso attorno a una stella così piccola come Gj 3512 ci sta dicendo che il meccanismo dell'accrescimento non funziona, almeno in questo caso.

 

sistemi solari a confronto
Un confronto tra il Sole (in alto) e Gj 3512 (al centro). In basso: tre sistemi solari con stelle molto piccole - Proxima Centauri, Trappist-1 e Teegarden (clicca sull'immagine per ingrandirla). In base ai nostri modelli, stelle di questa massa non potrebbero avere pianeti di classe gioviana. | Guillem Anglada-Escude – Ieec, SpaceEngine.org

Questioni di (in)stabilità. In realtà c'è un modello in grado di spiegare quel sistema solare: è quello della disk instability, secondo il quale non è necessaria la formazione di un nucleo roccioso per far nascere un pianeta, ma più semplicemente la frammentazione della nube di gas e polveri in piccoli ammassi che vanno poi a condensarsi in pianeti gassosi. Usando questo modello, i ricercatori, tra i quali vi è Luigi Mancini, dell'Istituto nazionale di Astrofisica, sono riusciti a "far nascere" in simulazioni al computer un pianeta simile a quello scoperto.

 

Non è da escludere che Gliese-Jahreiß 3512b possa avere dei fratelli. Lo sostengono gli astronomi sulla base del fatto che la sua orbita è molto eccentrica (molto ellittica), e questo è possibile se, in passato, ci fu un'interazione con un altro pianeta, se non addirittura con altri due, uno dei quali venne sparato al di fuori del sistema solare, mentre l'altro potrebbe essere ancora lì, in attesa di essere scoperto.

 

4 ottobre 2019 | Luigi Bignami