Corsie preferenziali anche per i giovani pianeti

© immagine NASA/JPL-Caltech

Curiosamente, gli esopianeti più comuni nell'Universo sono i 'Giovi Caldi', ossia pianeti in tutto e per tutto simili ai giganti gassosi come Giove e Saturno ma che occupano all'interno del loro sistema planetario delle posizioni ben più simili a quelle di Venere o di Mercurio, i pianeti più interni del nostro sistema solare. Questo 'dettaglio' ha sempre rappresentato un vero e proprio mistero per gli astronomi. Ora, però, nuovi modelli tridimensionali computerizzati potrebbero aver finalmente trovato una spiegazione plausibile a questo fenomeno.
«I nostri risultati mostrano che la distribuzione finale dei pianeti non varia regolarmente allontanandosi dalla stella, ma in realtà ha chiari 'deserti' – zone in cui non vi sono pianeti – e agglomerati di pianeti in particolari regioni» ha commentato Ilaria Pascucci del Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Ariziona.

«I nostri modelli offrono una spiegazione plausibile agli agglomerati di pianeti giganti osservati recentemente» ha commentato Richard Alexander dell'Università di Leicester, Regno Unito.

Il responsabile di questi deserti sarebbero i fotoni ad alta energia emessi nei primi stadi di vita delle stelle simili al Sole. Queste radiazioni asporterebbero il materiale–base per la formazione di pianeti, lasciando degli spazi vuoti nel disco protoplanetario. Queste regioni 'vuote' agirebbero dunque da barricate, chiudendo i pianeti in ristretti recinti da cui non possono più uscire.

I risultati – pubblicati sul Monthly Notices della RAS, la Royal Astronomical Society – sembrano inoltre indicare che uno dei buchi più frequenti si aggira fra tra le 1,5 e le 2 unità astronomiche, ossia poco più in là del nostro pianeta.

Lo studio ha inoltre fatto luce su un altro dei misteri della formazione dei pianeti. Precedentemente, si pensava che i sistemi planetari nascessero da una nube di materiale che, orbitando sempre più velocemente attorno alla protostella, si appiattisse gradualmente, formando alla fine un vero e proprio disco. «I nostri nuovi risultati – presentati alla 43° Lunar and Planetary Science tenutasi in Texas il 19 Marzo –  suggeriscono che c'è un altro processo all'opera che porta all'appiattimento del disco» ha proseguito la Pascucci.

Questo fenomeno è noto come fotoevaporazione. «Quando le stelle di tipo solare sono giovani, emettono più fotoni energetici – nelle bande ultraviolette e X – di quanto non faccia il Sole oggi. Questi fotoni raggiungono la superficie del disco, e scaldano il gas a temperature così alte che, oltre a una certa distanza dalla stella centrale, il gas non sente più il campo gravitazionale di quest’ultima, e abbandona il disco sotto forma di un tipo di vento. Un’analogia, lontana dall’essere corretta ma forse utile, potrebbe essere quella di una zuppa calda dove alcune componenti evaporano» ha spiegato la Pascucci in un'intervista rilasciata proprio oggi all'INAF. «Le prime osservazioni convincenti della fotoevaporazione in sistemi reali risalgono al 2009, e sono descritte in una ricerca che ho condotto insieme a Michael Sterzik, pubblicata su The Astrophysical Journal. Negli anni successivi, abbiamo trovato altre evidenze del fenomeno, e ora ci è sembrato appropriato esplorare quali sono gli effetti della fotoevaporazione sull’evoluzione di pianeti giovani» ha proseguito la Pascucci.

«Non sapevamo ancora esattamente dove e quando i pianeti si formassero, quindi i nostri modelli hanno considerato diverse combinazioni dello sviluppo dei sistemi planetari» ha commentato Alexander che, assieme alla Pascucci, ha usato l'ALICE High Performance Computing Facility per simulare i modelli computerizzati. L'intera ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e dal Science and Technology Facilities Council britannico.

Fonti

Arxiv

University of Leicester

AlphaGalileo

ScienceDaily

INAF