Due Gemelli Paffuti tra gli Esopianeti

27 Nov 2017 Due Gemelli Paffuti tra gli Esopianeti

Da quando gli astronomi hanno misurato per la prima volta la dimensione di un esopianeta si sono posti una domanda fondamentale: come possono i pianeti più grandi raggiungere dimensioni così colossali? Grazie ad un recente studio realizzato da un team dell’University of Hawaii siamo più vicini ad avere una risposta a questa domanda.

I giganti gassosi sono costituiti soprattutto da idrogeno ed elio ed hanno un diametro almeno 4 volte superiore a quello della Terra. Gli esopianeti di questo tipo che orbitano molto vicino alla loro stella sono noti come gioviani caldi, hanno masse spesso simili a quelle di Giove o Saturno, ma tendono ad essere più grandi. Alcuni hanno caratteristiche tali da essere definiti “puffy planets” (pianeti paffuti, gonfi): si tratta di gioviani caldi la cui atmosfera, fortemente riscaldata dalla stella vicina e dal calore interno, si espande, gonfia e diviene molto più rarefatta, tanto che il pianeta può arrivare ad avere una dimensione maggiore di quella di piccole stelle. Si ritiene che la stazza insolitamente gigantesca di questi pianeti sia in relazione al calore che fluisce nelle loro atmosfere, e sono state sviluppate varie teorie per spiegare questo processo. “Tuttavia dal momento che non abbiamo milioni di anni a disposizione per osservare come evolva un particolare sistema planetario, è stato problematico trovate evidenze per provare le teorie relative a questi pianeti gonfiati”, afferma Samuel Grunblatt, a guida dello studio.

Per arrivare ad una migliore comprensione dei meccanismi all’opera in questi pianeti così strani, Grunblatt ha analizzato i dati della missione K2 del telescopio Kepler in cerca di pianeti gioviani caldi in orbita attorno a stelle giganti rosse. Queste stelle, che si trovano nelle fasi finali della loro esistenza, diventano significativamente più grandi nel corso della vita del pianeta che hanno accanto. Lo studio ha permesso di scoprire due pianeti, ognuno dei quali orbita attorno alla propria stella con un periodo di circa 9 giorni. Il team ha scoperto che entrambi i pianeti sono più grandi di Giove del 30 percento. Osservazioni aggiuntive realizzate con il Keck Observatory alle Hawaii hanno consentito di dimostrare che, a dispetto della loro grandezza, i pianeti hanno una massa pari a solo la metà di quella di Giove. La cosa più interessante è che i due giganti sono praticamente gemelli in termini di periodo orbitale, raggio e massa.

Utilizzando modelli per tracciare l’evoluzione dei pianeti e delle loro stelle nel corso del tempo, il team ha calcolato l’efficienza dei pianeti nell’assorbire calore dalla stella e trasferirlo al proprio interno, facendo sì che l’intero pianeta si espanda in dimensione e che la sua densità diminuisca. Le scoperte dimostrano che questi pianeti probabilmente necessitano della radiazione crescente emessa dalla stella gigante rossa per gonfiarsi, ma la quantità di radiazione assorbita è stata inferiore a quanto atteso. Questi risultati possono contribuire a spiegare i meccanismi in atto in simili pianeti e sono coerenti con lo scenario in base al quale i pianeti vengono direttamente “gonfiati” dal calore della loro stella madre. L’evidenza sembra suggerire che la radiazione stellare da sola possa alterare direttamente la dimensione e la densità di un pianeta. Il nostro Sole tra pochi miliardi di anni diventerà una stella gigante rossa, quindi studi come questi sono importanti anche per quantificare l’effetto che la sua evoluzione avrà sul resto del Sistema Solare. Lo studio è stato pubblicato su The Astronomical Journal.
[ Barbara Bubbi ]

https://phys.org/news/2017-11-newly-twin-planets-puffy-planet.html

Credit: Karen Teramura, UH IfA

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