Biliardo cosmico

La recente scoperta di altri 9 pianeti extrasolari è stata annunciata il 13 aprile 2010 al RAS National Astronomy Meeting 2010 a Glasgow in Scozia: questi sono stati individuati attraverso l’analisi fotometrica della luce delle loro stelle, ovvero attraverso l’attenuazione della curva di luce della stella nel momento di transito del pianeta davanti al disco di questa. Quello che ha sconcertato l’intero mondo accademico è quando si è scoperto che l’orbita di 6 pianeti di un campione più ampio di 27 è retrograda, ossia essi ruotano in orbite di senso contrario alla rotazione della loro stella, il contrario di quello che avviene per il nostro sistema solare e quello che le teorie di formazione planetaria ci avevano da sempre suggerito. Si è sempre teorizzato che i pianeti si formino dal residuo di gas e polveri che danno origine alle stelle formando un disco proto-planetario che ruota nello stesso senso e che ha lo stesso piano dell’equatore della stella come è il caso per i pianeti del sistema solare.

Ecco come si modifica la curva di luce nel periodo di transito

Dopo la rilevazione iniziale dei nove pianeti extrasolari (in tutto ad oggi sono 452 i pianeti scoperti) con il grandangolo per la ricerca dei pianeti (SuperWASP [1]), il team di astronomi ha utilizzato il spettrografo HARPS  (un altro acronimo che sta per High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) sul telescopio ESO di 3,6 metri, presso l’osservatorio di La Silla in Cile, insieme con i dati del telescopio svizzero Eulero, anche questo a La Silla, e i dati provenienti da altri telescopi per confermare le scoperte e studiare i pianeti extrasolari in transito. Sorprendentemente, quando la squadra ha combinato i nuovi dati con le altre osservazioni di altri pianeti di transito hanno scoperto che più della metà di tutti i pianeti gioviani caldi hanno orbite che non sono allineate con l’asse di rotazione delle loro stelle madre e che addirittura sei pianeti extrasolari in questo studio esteso (di cui due delle nuove scoperte) hanno moto retrogrado: ossia hanno la loro orbita nella direzione “sbagliata”.
“I nuovi risultati sembrano contraddire il pensiero convenzionale che le orbite dei pianeti seguano sempre la stessa direzione della rotazione delle loro stelle”, spiega Andrew Cameron dell’Università di St Andrews al meeting.
Nei 15 anni trascorsi dalle prime scoperte degli esopianeti gioviani, questi si sono dimostrati un bel grattacapo difficile da comprendere e da spiegare. Si tratta di pianeti con massa simile o superiore a quella di Giove, ma con un orbita molto vicina alle loro stelle, fatto questo che li rende maggiormente individuabili grazie alla maggiore ampiezza degli effetti prodotti sulla stella principale e sicuramente per questo motivo sono anche gli unici individuati finora. Si suppone che i pianeti giganti del nostro sistema solare  si siano formati dove le condizioni ambientali lo consentissero, ossia nella parte più esterna e fredda del sistema planetario  e così si pensava che questo principio potesse valere anche per i sistemi extrasolari. Quindi l’esistenza di pianeti gioviani in orbita stretta veniva spiegata facendoli formare lontano dalla loro stella e successivamente fatti migrare verso l’interno in orbite molto più vicine alla stella madre con lo stesso principio del decadimento orbitale che porta a cadere i nostri satelliti, ovvero subiscono un rallentamento del moto orbitale per colpa del residuo di polvere proto planetaria ancora non collassata in pianeti e non soffiata via dal vento stellare. Questo scenario dovrebbe durare appena qualche milione di anni e produrrebbe un’orbita allineata con l’asse di rotazione della stella madre e consentirebbe inoltre la formazione in seguito di pianeti rocciosi simili alla Terra, ma purtroppo questa teoria non può ancora essere spiegata con le nuove osservazioni.
Per tener conto dell’esistenza degli esopianeti retrogradi è stata formulata una teoria alternativa della migrazione che propone che la vicinanza di pianeti gioviani caldi alle loro stelle non è dovuta alle interazioni con il disco di polvere, ma che avvenga per un processo di interazione gravitazionale molto lento dovuto dalla presenza di altri pianeti giganti più lontani o un passaggio ravvicinato con un’altra stella per la durata di centinaia di milioni di anni. Praticamente questi disturbi avrebbero impresso al pianeta gioviano extrasolare un’orbita inclinata e allungata che poi per azione mareale sarebbe costretta a perdere energia ogni volta che oscilla vicino alla stella; il risultato poi sarebbe un’orbita circolare stretta, ma inclinata in modo casuale.
“Un drammatico effetto collaterale di questo processo è che eliminerebbe ogni altro più piccolo pianeta simile alla Terra in questi sistemi”, spiega Didier Queloz dell’Osservatorio di Ginevra.
Sembra che per due dei pianeti retrogradi scoperti di recente siano già stati trovati pianeti compagni più lontani, confermando questa teoria, anche se comunque sarà necessaria una nuova campagna di indagine specifica.

[2] Per confermare la scoperta e studiare le caratteristiche di un nuovo pianeta in transito, è necessario analizzare la velocità radiale per rilevare il tremolio della stella ospite attorno al suo comune centro di massa con il pianeta. Questo viene fatto con una rete mondiale di telescopi dotati di spettrometri sensibili