Il Destino dei Tatooine

Cosa può succedere a pianeti simili a Tatooine di Guerre Stellari che si trovano in orbite piuttosto instabili attorno ad un sistema stellare binario? Un nuovo studio si propone di indagare se tali pianeti si schianteranno su una stella madre, se verranno espulsi dal sistema, o se verranno catturati nell’orbita attorno a una delle loro stelle.

A questo punto abbiamo rilevato in modo inequivocabile più pianeti circumbinari, e questo ci ha portato a porci delle domande sulla formazione ed evoluzione di questi pianeti. I modelli attuali suggeriscono che sia improbabile che un pianeta circumbinario sia in grado di formarsi in un ambiente perturbato come quello intorno alle loro stelle ospiti.
Invece, si ritiene che i pianeti si formino a distanza e poi migrino verso il sistema stellare.
Un pericolo a cui tali pianeti vanno incontro quando migrano è attraversare quei raggi orbitali ai quali le loro orbite diventano instabili. Due scienziati dell’University of Chicago, Adam Sutherland e Daniel Fabrycky, hanno studiato cosa succede quando pianeti circumbinari migrano in tali regioni e vanno a finire in orbite instabili.

Sutherland e Fabrycky hanno utilizzato simulazioni per determinare le sorti dei pianeti che orbitano attorno a un sistema stellare composto da due stelle: quella primaria simile al nostro Sole e quella secondaria di circa un decimo della sua dimensione, separate da 1 UA. Gli autori ritengono che il destino più comune per un pianeta circumbinario con un’orbita instabile sia l’espulsione dal sistema; oltre 80 tra i pianeti instabili sono stati espulsi.
Questo presenta interessanti implicazioni: se la formazione di pianeta circumbinario è comune, questo meccanismo potrebbe stare riempiendo la Via Lattea di una popolazione di pianeti liberi di fluttuare, non associati alla propria stella ospite.

L’esito successivo più comune per i pianeti instabili è la collisione con una delle loro stelle madri (più spesso la secondaria), con conseguente accrescimento del pianeta sulla stella. Solo in rari casi i pianeti sopravvivono alla fine della simulazione da 10.000 anni senza essere stati soggetti a espulsione o collisione.

Come esperimento finale, gli autori hanno anche aggiunto gli effetti di spoliazione mareale, che si verificano quando le stelle del sistema strappano via parte della massa dei pianeti durante incontri ravvicinati. Essi hanno scoperto che questo evento altera l’orbita dei pianeti che si trovano ad avere incontri ravvicinati con una delle stelle, e conferisce una maggiore probabilità al fatto che essi possano essere catturati ad orbitare intorno ad una stella.

Come possiamo mettere alla prova questi modelli?
Quando una stella stira un pianeta con le forze mareali o lo assorbe per accrescimento in una collisione, questo processo lascia il segno sulla stella sotto forma di “inquinamento stellare”. Confrontando la quantità di materiale planetario nelle due stelle di una binaria, si potrebbero confermare i tassi previsti qui, e quindi rispondere alla domanda su cosa succeda agli instabili Tatooine.

http://aasnova.org/2016/03/11/the-fate-of-unstable-circumbinary-planets/

Credit NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyl