20 Dic 2018 Pianeti di Zaffiri e Rubini
Ricercatori di Cambridge e dell’Università di Zurigo hanno scoperto una nuova classe esotica di pianeti al di fuori del Sistema Solare. Le super-Terre prese in esame orbitano molto vicino alla loro stella, dove le temperature sono davvero cocenti, e contengono elevate quantità di calcio, alluminio e relativi ossidi, compresi, a quanto pare, zaffiri e rubini.
A 21 anni luce di distanza da noi nella Costellazione di Cassiopea, un pianeta chiamato HD219134 b, quasi cinque volte più massiccio della Terra, impiega appena tre giorni ad orbitare attorno alla stella madre. Al contrario del pianeta in cui viviamo, HD219134 b non possiede un massiccio nucleo ferroso, ma è ricco di calcio e alluminio. “Forse assume colori lucenti dal rosso al blu come rubini e zaffiri, dal momento che queste gemme sono ossidi di alluminio, comuni sull’esopianeta”, spiega Caroline Dorn dell’Institute for Computational Science all’University of Zurich. Secondo il nuovo studio pubblicato su MNRAS, HD219134 b è uno fra tre pianeti candidati appartenenti a questa nuova classe esotica di mondi alieni.
I ricercatori hanno utilizzato modelli teorici per studiare la formazione dei pianeti e hanno confrontato i loro risultati con dati osservativi. È noto che durante la formazione le stelle sono circondate da dischi di gas e polveri, luogo di nascita di nuovi pianeti. Pianeti rocciosi come la Terra si formano da corpi solidi residui dalla dispersione del disco protoplanetario. Questi blocchi costruttivi si formano in regioni dove elementi come ferro, magnesio e silicio si condensano, col risultato di pianeti con composizione simile alla Terra.
Ma nelle regioni più vicine alla stella la temperatura è molto più elevata. “Molti elementi sono ancora in fase gassosa in quelle zone, e i blocchi costruttivi dei pianeti hanno una composizione del tutto differente”, spiega Dorn. Grazie ai modelli, il team ha calcolato come potrebbe essere l’aspetto di un pianeta in formazione in una regione così calda, scoprendo che calcio e alluminio potrebbero essere i costituenti principali assieme a magnesio e silicio, mentre è difficile che sia presente del ferro. “Questo è il motivo per cui simili pianeti non possono avere un campo magnetico come quello della Terra”, aggiunge Dorn. E dal momento che la struttura interna è così differente, il loro comportamento durante il raffreddamento e la loro atmosfera saranno differenti rispetto alle normali super-Terre.
“La cosa entusiasmante è che questi oggetti sono completamente diversi dalla maggioranza dei pianeti di tipo terrestre”, spiega Dorn. “Nei nostri calcoli abbiamo scoperto che questi pianeti hanno densità dal 10 al 20 percento inferiore a quella della Terra”. Il team ha analizzato altri pianeti con densità così basse, studiando scenari alternativi come una spessa atmosfera. Ma due dei pianeti analizzati, 55 Cancri e , WASP-47 e, orbitano attorno alla stella a distanza così ravvicinata che la loro temperatura superficiale è di quasi 3.000 gradi. In queste condizioni dovrebbero aver perduto il loro involucro gassoso molto tempo fa. A prima vista la densità più bassa potrebbe essere spiegata dalla presenza di oceani profondi. Ma un secondo pianeta individuato nel sistema a distanza di poco maggiore dalla stella rende improbabile questo scenario. Un confronto tra i due oggetti dimostra che il pianeta interno non può contenere quantità maggiori di gas o acqua rispetto a quello esterno. Non è ancora chiaro se oceani di magma possano contribuire a giustificare la bassa densità individuata.
“Abbiamo scoperto tre candidati che appartengono a una nuova classe di super-Terre con una composizione esotica”, riassume Dorn. I ricercatori hanno anche rivisto le ipotesi precedenti relative alla super-Terra 55 Cancri e, divenuta famosa nel 2012 come il “pianeta diamante”. Era stato ipotizzato che il pianeta fosse costituito in gran parte da carbonio, ma il team scarta questa teoria sulla base di osservazioni successive. “Abbiamo trasformato l’ipotetico ‘pianeta diamante’ in un ‘pianeta zaffiro'”, conclude ironicamente Dorn.
Illustrazione artistica di una delle super-Terre esotiche
Illustration: Thibaut Roger
https://www.news.uzh.ch/en/articles/2018/Exoplanets.html
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