13 Giu 2021 Flipper Planetari
Quattro pianeti giganti vincolati a orbitare attorno alla loro stella in un ritmo perfetto sono destinati a rimbalzare nel loro sistema stellare come palline di un flipper. Questo avverrà quando il loro sole giungerà alla fine della sua evoluzione, gonfiandosi in gigante rossa per poi espellere gli strati gassosi esterni e trasformarsi infine in nana bianca.
Attualmente il sistema consiste di quattro pianeti massicci bloccati in una configurazione di risonanza orbitale. Secondo lo studio è probabile che questo ritmo perfetto si mantenga per 3 miliardi di anni, finchè la morte della stella centrale provocherà una reazione a catena distruttiva. Il cambiamento delle forze gravitazionali all’opera nel sistema, derivante dalla trasformazione della stella morente in nana bianca, farà sì che i pianeti sfuggano dalle loro orbite e rimbalzino sulla vicendevole gravità come palline sugli ostacoli di un flipper. Nel corso del processo i pianeti avranno impatto anche sui detriti del loro sole morente. Lo studio è pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Il sistema HR 8799 si trova a 135 anni luce di distanza da noi e include una stella di tipo A con età di 30-40 milioni di anni e 4 pianeti insolitamente giganti, tutti con masse oltre 5 volte quella di Giove, in orbita ravvicinata uno all’altro. Il sistema comprende anche due dischi di detriti, uno all’interno dell’orbita del pianeta più interno e l’altro al di fuori del pianeta più esterno. Studi recenti hanno dimostrato che i mondi alieni sono vincolati a girare attorno alla stella in un ritmo perfetto, in base al quale ogni pianeta completa il doppio dell’orbita del suo vicino: se il mondo più lontano dalla stella percorre un’orbita intera, quello a lui più vicino ne completa due, il mondo successivo quattro e il mondo più interno ne percorre otto.
Il team delle Università di Warwick ed Exeter ha deciso di scoprire il destino finale del sistema planetario creando un modello per capire quali fattori potrebbero destabilizzare questo ritmo perfetto. Secondo i ricercatori la risonanza che blocca i 4 pianeti probabilmente si manterrà tale per i prossimi 3 miliardi di anni, nonostante gli effetti delle forze mareali galattiche e di passaggi ravvicinati di altre stelle. Tuttavia, l’armonia planetaria si spezzerà una volta che la stella, giunta alla fine della sua evoluzione, si espanderà in gigante rossa, diventando varie centinaia di volte più grande rispetto alla sua dimensione attuale ed espellendo quasi metà della sua massa nel corso del processo, trasformandosi infine in una nana bianca.
I mondi alieni inizieranno il loro flipper planetario e il sistema diventerà altamente caotico, con moti assai incerti. Anche il cambiamento di posizione di un centimetro all’inizio del processo potrebbe modificare in maniera drammatica l’esito finale. “I pianeti si disperderanno. In un caso, il pianeta più interno potrebbe essere espulso dal sistema. Oppure, in un altro caso, potrebbe venire espulso il terzo. O il secondo e il quarto potrebbero scambiarsi la posizione. Ogni combinazione è possibile anche con piccole modifiche. Sono così grandi e così vicini uno all’altro che la sola cosa che li mantiene in questo ritmo perfetto è la posizione delle loro orbite”, spiega Dimitri Veras, a guida dello studio.
Al di là dei movimenti precisi dei pianeti, una cosa è certa per i ricercatori: i pianeti si muoveranno tanto da spostare il materiale dal disco di detriti del sistema nell’atmosfera della stella. Gli astronomi hanno osservato varie nane bianche, essenzialmente costituite da idrogeno o elio, “inquinate” da altri elementi, come carbonio, silicio e ferro. Si ritiene che tali elementi pesanti nell’atmosfera della stella residua derivino da corpi rocciosi ormai distrutti. “Il sistema planetario HR 8799 rappresenta un’anticipazione dei sistemi di nane bianche inquinate che osserviamo oggi. È la dimostrazione dell’importanza di modellare a computer il destino dei sistemi planetari piuttosto che osservare solo la loro formazione”, afferma Veras. “Qualsiasi sia il destino dei pianeti nel sistema, è davvero affascinante modellare il loro futuro e osservarli evolvere da una collezione armoniosa di pianeti ad uno scenario caotico”, conclude Sasha Hinkley, tra gli autori dello studio.
Nell’immagine rappresentazione artistica del sistema
Credit: University of Warwick/Mark Garlick
https://warwick.ac.uk/newsandevents/pressreleases/stars_death_will
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