Caccia più dura agli esopianeti

La ricerca di esopianeti all’interno di ammassi stellari, come ad esempio 47 Tucanae (47 Tuc), sta dando molti meno risultati di quanto inizialmente si era previsto. Ma per questi dati pare esserci una spiegazione che merita di essere narrata.

47 Tucanae

Come illustrano John Debes e Brian Jackson della NASA Goddard Space Flight Center a Greenbelt, Maryland in un articolo che potrebbe essere prossimamente pubblicato sulla prestigiosa rivista Astrophysical Journal, questo è dovuto essenzialmente alle caratteristiche fisiche dei singoli sistemi negli ammassi stellari: quelli più giovani hanno maggiori possibilità di ospitare stelle con sistemi planetari che quelli più antichi.

Finora sono stati scoperti 490 esopianeti, ma come fa notare Debes, essi orbitano per lo più attorno a stelle singole, perché negli ammassi stellari (e nei sistemi multipli in generale n.d.r.) le perturbazioni gravitazionali possono essere abbastanza importanti da espellere gli eventuali corpi planetari;  inoltre, come spiega Jackson, si dovrebbe tener conto anche di un altro fattore importante, la metallicità delle stelle dell’ammasso: più questo è basso, più è antico e meno materia più pesante dell’idrogeno e dell’elio è stata disponibile per la creazione di pianeti.

Ma il lavoro dei due ricercatori non si ferma a queste considerazioni abbastanza scontate, essi hanno elaborato un modello che tiene conto soprattutto di un altro fattore che finora era stato trascurato: le orbite molto strette dei pianeti gioviani caldi, che rappresentano una grandissima percentuale degli esopianeti finora scoperti -anche perché sono quelli che hanno più possibilità di essere scoperti per la loro notevole influenza sulla stella principale- li espone al rischio concreto di venire cannibalizzati dalle loro stelle per effetto delle perturbazioni mareali che farebbero decadere la loro orbita fino a farli cadere sulla stella nell’arco di pochi miliardi di anni.
Qesto nuovo modello spiegherebbe perché all’interno di 47 Tucanae non sarebbe stato finora scoperto alcun pianeta, nonostante che i ricercatori se ne aspettassero almeno una dozzina su circa 34 mila stelle, senza aver bisogno di ricorrere alla scarsa metallicità del sistema per spiegare i risultati del sondaggio, come dice anche Ron Gilliland, dello Space Telescope Science Institute di Baltimora che ha partecipato allo studio su 47 Tucanae.

Rappresentazione artistica di WASP12-B cortesia NASA

In pratica questi pianeti gioviani caldi, orbiterebbero attorno alla loro stella con orbite molto più piccole di quella di Mercurio (sotto gli 8-10 milioni di chilometri) tanto da creare un effetto di marea, un rigonfiamento, sulla superficie stellare. Questo rigonfiamento segue l’orbita del pianeta e ne riduce l’energia, e quindi il raggio, di conseguenza l’azione mareale aumenta in cascata.
Gli ultimi momenti di vita di questi pianeti sarebbe drammatica: l’attrazione gravitazionale della stella strapperebbe via l’atmosfera del torrido  pianeta per poi assorbirlo completamente nella fotosfera (un po’ come accadrà alla Terra quando il Sole diverrà una gigante rossa, ma quella è un’altra storia). Un candidato ideale per questo fenomeno pare che sia già stato scoperto: si tratta di WASP12-B.

Questo nuovo modello indicherebbe che entro il primo miliardo di anni almeno un terzo dei pianeti gioviani caldi verrebbe distrutto.
La bontà di questo promettente studio potrebbe arrivare dalla missione Keplero, che studierà quattro diversi gruppi di stelle, che non saranno densi come un ammasso globulare, ma che hanno un’età stimata compresa tra meno di mezzo miliardo a quasi 8 miliardi di anni, e tutti dovrebbero avere abbastanza materia prima per formare un numero significativo di pianeti.  Se  i calcoli di Debes e Jackson hanno ragione, ci si dovrebbe attendere una quantità tre volte maggiore di pianeti gioviani caldi negli ammassi più giovani rispetto a quelli più vecchi.
Se questo modello verrà dimostrato, la caccia agli esopianeti potrebbe essere ancora più difficile e la stima di questi sistemi planetari caratterizzati dai gioviani caldi potrebbe essere sopravvalutata. Ciò implica che dovremmo osservare per un tempo molto più lungo un gran numero di stelle con strumenti più sensibili per cercare pianeti più deboli per avere una comprensione migliore dei sistemi planetari extrasolari.

La missione Keplero è gestita dal NASA Ames Research Center, Moffett Field, California.