Sistemi solari estremi: perchè non troviamo sistemi planetari simili al nostro?

Rappresentazione artistica di un precedente sistema solare multiplanetario scoperto dalla sonda Kepler della NASA. Crediti: NASA/Tim Pyle.

La maggior parte dei sistemi planetari trovati finora dai ricercatori astronomi sono alquanto differenti dal nostro. Molti hanno pianeti giganteschi che ruotano velocemente e sono molti vicini alla loro stella in una configuarazione compatta. Un caso estremo è dato dal nuovo sistema solare la cui scoperta è stata annunciata lo scorso 15 ottobre 2012 e che comprende ben cinque pianeti in una regione di dimensioni inferiori a un dodicesimo dell’orbita terrestre!

“Questo è un esempio estremo di un sistema solare compatto” ha affermato il Ricercatore Darin Ragozzine dell’University of Florida ad una conferenza stampa tenutasi al Meeting della Division for Planetary Society dell’American Astronomical Society. “Se riusciamo a capire questo sistema, allora abbiamo la speranza di capire come questi tipi di sistemi planetari si formano e perchè la maggior parte di essi appaiono differenti dal nostro”.

Il nuovo sistema, attualmente chiamato KOI-500, è stato ricavato dai dati della sonda Kepler, la sonda che sta andando alla ricerca di pianeti extrasolari (Kepler planet-finding spacecraft). Ragozzine afferma che gli astronomi hanno in questo modo scoperto un nuovo tipo di eso-sistemi planetari.

“La cosa davvero emozionante è che Kepler ha trovato centinaia di stelle con pianeti in transito multiplo” ha affermato. “Questi sono i sistemi più ricchi di informazione, in quanto possono dirci non solo sulla natura dei pianeti, ma anche sull’architettura di come i sistemi solari si sono formati”.

Il fatto è che quasi tutti i sistemi solari trovati finora sono molto diversi dal nostro e ci si chiede se il nostro rientri nella categoria dei più strani. Uno studio del 2010 ha permesso di trarre delle conclusioni: circa 10-15 percento delle stelle nell’universo ospitano sistemi pianetari simili al nostro, con pianeti terrestri più vicini alla stelle e parecchi pianeti giganti gassosi nella parte più esterna del sistema solare.

Una ragione di questo aspetto è dovuto al fatto che i nostri set di dati sui pianeti extrasolari con pianeti che si trovano più vicini alla stella sono condizionati dalla nostra rilevazione. Sono gli unici oggetti che siamo in grado di rilevare al momento con la nostra strumentazione.

Ma la nuova popolazione di sistemi planetari scoperta nei dati di Kepler, che contiene parecchi pianeti concentrati in una regione molto piccola intorno alla loro stella, potrebbe farci pensare che il nostro sistema solare sia un esempio molto raro nel suo genere.

E’ possibile però che KOI-500 fosse più simile un tempo al nostro sistema solare di quanto non lo sia oggi.

“Dall’architettura di questo sistema planetario si deduce che questi pianeti non si formarono dalle loro posizioni attuali” ha affermato Ragozzine. “I pianeti originariamente erano molto più sparpagliati e sono migrati verso la configurazione ultra compatta che vediamo oggi”.

Vi sono parecchie teorie sulla formazione dei maggiori pianeti nel nostro sistema solare esterno che tiene conto di pianeti in movimento migrati nella parte più interna e verso l’esterno durante il processo di formazione. Ma perchè i pianeti più interni, compresa la Terra, non si muovono ancora più vicini alla nostra stella?

“Non sappiamo perchè questo non sia successo nel nostro sistema solare” ha detto Ragozzine, ma ha aggiunto che KOI-500 “diventerà un punto di riferimento per le future teorie che tenteranno di descrivere come i sistemi planetari compatti si formano”. Imparando a conoscere di più questi sistemi si potrà ispirare una nuova generazione di teorie che permetteranno di spiegare perchè il nostro sistema solare è venuto fuori in modo così differente”.

Fonte Immagine: http://www.space.com/

Alcune caratteristiche importanti di KOI-500.

E’ possibile però che KOI-500 fosse più simile un tempo al nostro sistema solare di quanto non lo sia oggi.

“Dall’architettura di questo sistema planetario, si deduce che questi pianeti non si formarono dalle loro posizioni attuali” ha affermato Ragozzine. “I pianeti originariamente erano molto più sparpagliati e sono migrati verso la configurazione ultra compatta che vediamo oggi”.

Vi sono parecchie teorie sulla formazione dei maggiori pianeti nel nostro sistema solare esterno che tiene conto di pianeti in movimento che sono migrati nella parte più interna e verso l’esterno durante il processo di formazione. Ma perchè i pianeti più interni, compresa la Terra, non si muovono ancora più vicini alla nostra stella?

“Non sappiamo perchè questo non sia successo nel nostro sistema solare” ha detto Ragozzine, ma ha aggiunto che KOI-500 “diventerà un punto di riferimento per le future teorie che tenteranno di descrivere come i sistemi planetari compatti si formano”. Imparando a conoscere di più questi sistemi si potrà ispirare una nuova generazione di teorie che permetteranno di spiegare perchè il nostro sistema solare è venuto fuori in modo così differente”.

Alcune caratteristiche importanti di KOI-500

I cinque pianeti hanno un valore in termini di “anno” che è solo di 1,0, 3,1, 4,6, 7,1 e 9,5 giorni… Vuol dire che si muovono velocemente intorno alla loro stella e compiono una rivoluzione solo in una frazione di tempo brevissima, dell’ordine del giorno o di qualche giorno.

“Tutti i pianeti sono compattati intorno alla loro stella entro una regione 150 volte più piccola come area di quella dell’orbita terrestre, pur contenendo più materiale di parecchie Terre (i pianeti spaziano da 1,3 a 2,6 volte le dimensioni della Terra). Con tale tasso, si potrebbero impacchettarvi oltre 10 pianeti che starebbero tutti comodamente all’interno dell’orbita della Terra” ha fatto notare Ragozzine. KOI-500 è circa 1 100 anni luce di distanza dalla Terra nella costellazione della Lyra, l’Arpa.

Quattro dei pianeti orbitano attorno a KOI-500 e seguono orbite sincronizzate intorno alla loro stella in un modo del tutto particolare dato che nessun altro sistema noto contiene un sistema con una tale configurazione. La migrazione planetaria deve aver aiutato a sincronizzare i pianeti.

KOI sta per Kepler Object of Interest, e le scoperte di Ragozzine su questo sistema non sono ancora state pubblicate e, qundi, il sistema non è ancora stato ufficialmente confermato un sistema planetario. Ogni volta che si scopre un oggetto, si dà un numero progressivo preceduto dalla sigla KOI.

KOI diventerà un pianeta ufficiale quando verranno confermati i dati. “E’ necessario fondamentalmente dimostrare statisticamente o dando una specifica misura che non si tratta di un altro segnale astronomico”.

Fonte UniverseToday: http://www.universetoday.com/98006/extreme-solar-systems-why-arent-we-finding-other-planetary-systems-like-our-own/e AAS, University of Florida.

Sabrina

~ di Sabrina su 17 ottobre 2012.

2 Risposte to “Sistemi solari estremi: perchè non troviamo sistemi planetari simili al nostro?”

  1. Ciao Sabrina, complimenti per il tuo articolo.

    Ho una domanda. Per quel che ne sappiamo noi, la migrazione planetaria non dovrebbe avvenire in senso inverso? In altre parole: non dovrebbe forse tendere ad allontanare i pianeti dalla loro stella?

    Inoltre volevo aggiungere una mia osservazione personale: probabilmente il nostro sistema solare può essere cosi configurato, allo stato attuale, per la presenza dell’incredibile massa Giove nel suo intermezzo. Nel sistema KOI-500, a quanto sembra, di colossi del genere non ce ne sono.

    Che ne pensi?

    • Ciao Francesco, grazie mille.
      Non sono un planetologo, tuttavia provo a fare delle supposizioni sulla base di quanto ho appreso dai corsi di fisica del sistema solare. La configurazione di un sistema planetario dipenda molto da come il sistema si è formato e dalle forze che hanno agito durante la formazione di esso. Cercare di spiegare alcune migrazioni planetarie o inclinazioni strane di pianeti anche nel nostro sistema solare risulta complicato. Per esempio, è complessa la formazione della Nube di Oort, da cui dovrebbero provenire le comete con periodi orbitali dell’ordine del milione di anni o con inclinazioni molto alte e valori di eccentricità pari o superiori a 1 (in genere comete che passano una volta sola in vicinanza del Sole per poi non ritornare più dato che hanno orbite di tipo parabolico o iperbolico). Solo negli anni Sessanta del secolo scorso si è pensato che la Nube di Oort dovesse in realtà essersi formata lì, nella regione di spazio che limita il nostro sistema solare, da circa 20 000 UA fino a circa 60 000-100 000 UA. Inizialmente si era ipotizzata una formazione differente, ossia localizzata nella regione dell’attuale Fascia di Kuiper. Qui avrebbero dovuto formarsi tutti i nuclei cometari e solo successivamente, a causa di forti interazione gravitazionali con Giove, gli oggetti mvrebbero dovuto migrare nelle regioni periferiche dando vita alla Nube sferica che immaginiamo avvolga la Fascia di Kuiper e tutti i pianeti.

      Non conosco bene la situazione di questo sistema, se cioè esso sia un sistema stabile oppure se è destinato nel corso dei milioni di anni a decadere. Se il sistema è stabile, esso permane nel suo stato per un tempo molto lungo, praticamente fintantochè la stella rimane in una condizione di equilibrio. Il nostro sistema solare è in una situazione di stabilità (nel corso di miliardi di anni un sistema si stabilizza e tutti i corpi non stabili si spostano verso le regioni centrali, o in generale verso i corpi di maggior massa che sono in grado di attrarli maggiormente) e finchè il Sole non si espanderà con la fine del bruciamento dell’idrogeno nella regione centrale, i pianeti continueranno a muoversi nella loro configurazione attuale, senza essere catturati dall’enorme forza gravitazionale della nostra stella. Tutto ciò che non è stabile precipita verso il centro, ossia verso la stella, dove è concentrata la maggior quantità della massa del sistema. E’ vero che alcuni pianeti sembrano essersi formati più vicini al Sole e poi, per azione gravitazionale, devono essere stai allontanati verso le regioni periferiche del sistema planetario.

      Giove è stato il primo a formarsi e a spazzare via tutto il materiale che si trovava nella sua zona di influenza. La cosa che fa sorridere è che lungo la sua orbita vi sono parecchie famiglie di asteroidi in configurazioni stabili (nei famosi punti lagrangiani). Tali corpi, anche se si muovono nella stessa orbita di Giove (lo precedono e lo seguono) non vengono catturati da Giove. Sono stabili e hanno la stessa velocità di Giove, mantenendo così anche la stessa distanza. Per un osservatore seduto (ipoteticamente) su uno di questi oggetti, Giove non si avvicinerebbe nè si allontanerebbe mai dalla sua visuale: Giove rimane in dimensioni sempre uguale. Giove è stato il primo pianeta a formarsi e la sua formazione in qualche modo ha condizionato anche quella degli altri pianeti. Ma bisogna guardare anche alla densità e alla materia presente nella nube protoplanetaria, alla sua distribuzione (densità maggiore nel centro, minore in periferia, alla quantità di moto del sistema, ecc.). Sicuramente, noi siamo stati fortunati ad avere Giove in posizione intermedia tra il Sole e Plutone-Fascia di Kuiper, in quanto ci ha protetti spesso da asteroidi o da altri corpi pericolosi. Su questo sistema non sono stati osservati oggetti di dimensioni di Giove, ma solo pianeti simili alla nostra Terra.

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