Conosciamo quasi 5.000 pianeti al di fuori del Sistema Solare. Se dovessimo immaginare come sarebbe su uno di questi mondi lontani, o esopianeti, la tua immagine mentale probabilmente includerebbe una stella madre – o più di una, specialmente se sei un fan di Star Wars:
Ma gli scienziati hanno recentemente scoperto che più pianeti di quanto pensassimo stanno fluttuando nello spazio da soli, senza essere illuminati da un amichevole compagno stellare (ovvero quello che noi chiamiamo Sole). In gergo astronomico, questi sono chiamati pianeti ghiacciati “pianeti fluttuanti” o FFP. Ma come sono finiti da soli e cosa possono dirci su come si formano questi pianeti? Trovare sempre più esopianeti da studiare ha, come ci si poteva aspettare, ampliato la nostra comprensione di cosa sia un pianeta. In particolare, il confine tra i pianeti e le “nane brune” – stelle fredde che non possono fondere l’idrogeno come le altre stelle – è diventato sempre più sfocato. Cosa determina se un oggetto è un pianeta o una nana bruna è stato a lungo oggetto di dibattito:
E’ una questione di massa? Gli oggetti cessano di essere pianeti se stanno subendo una fusione nucleare? Quello che ancora non sappiamo è esattamente come si sono formati questi oggetti. Stelle e nane brune si formano quando una regione di polvere e gas nello spazio inizia a cadere su se stessa. Questa regione diventa più densa, quindi sempre più materiale cade su di essa (a causa della gravità) in un processo chiamato collasso gravitazionale. Alla fine questa palla di gas diventa densa e abbastanza calda da consentire l’inizio della fusione nucleare:
idrogeno che brucia nel caso delle stelle, deuterio (un tipo di idrogeno con una particella aggiuntiva, un neutrone, nel nucleo) che brucia per le nane brune. Le FFP possono formarsi allo stesso modo, ma non diventano mai abbastanza grandi da consentire l’avvio della fusione. È anche possibile che un pianeta del genere possa iniziare la vita in orbita attorno a una stella, ma a un certo punto venga espulso nello spazio interstellare. Le FFP possono formarsi allo stesso modo, ma non diventano mai abbastanza grandi da consentire l’avvio della fusione. È anche possibile che un pianeta del genere possa iniziare la vita in orbita attorno a una stella, ma a un certo punto venga espulso nello spazio interstellare. Come individuare un pianeta errante:
I pianeti canaglia sono difficili da individuare perché sono relativamente piccoli e freddi. La loro unica fonte di calore interno è l’energia residua rimasta dal crollo che ha portato alla loro formazione. Più piccolo è il pianeta, più velocemente verrà irradiato il calore. Gli oggetti freddi nello spazio emettono meno luce e la luce che emettono è più rossa. Una stella come il Sole ha la sua massima emissione nel campo del visibile; il picco per un FFP è invece nell’infrarosso. Poiché è difficile vederli direttamente, molti di questi pianeti sono stati trovati utilizzando il metodo indiretto del “microlensing gravitazionale“, quando una stella lontana si trova nella posizione giusta perché la sua luce venga distorta gravitazionalmente dalla FFP.
Tuttavia, rilevare i pianeti tramite un unico evento unico ha lo svantaggio di non poter più osservare quel pianeta. Inoltre, non vediamo il pianeta nel contesto di ciò che lo circonda, quindi ci mancano alcune informazioni vitali. Per osservare direttamente i FFP, la strategia migliore è catturarli mentre sono giovani. Ciò significa che c’è ancora una ragionevole quantità di calore rimasta dalla loro formazione, quindi sono al massimo. Nel recente studio, i ricercatori hanno fatto proprio questo. Il team ha combinato le immagini di un gran numero di telescopi per trovare gli oggetti più deboli all’interno di un gruppo di giovani stelle, in una regione chiamata Upper Scorpius:
Hanno utilizzato i dati di grandi rilievi generici combinati con osservazioni più recenti per generare mappe dettagliate del visibile e dell’infrarosso dell’area del cielo che copre un periodo di 20 anni. Hanno quindi cercato oggetti deboli che si muovessero in un modo che indicasse che erano membri del gruppo di stelle (piuttosto che stelle sullo sfondo molto più lontane). Il gruppo ha trovato tra 70 e 170 FFP nella regione dell’Upper Scorpius, rendendo il loro campione il più grande identificato direttamente finora, sebbene il numero abbia una significativa incertezza. Pianeti rifiutati:
Sulla base della nostra attuale comprensione del collasso gravitazionale, sembra che ci siano troppe FFP in questo gruppo di stelle perché tutte si siano formate in quel modo. Gli autori dello studio concludono che almeno il 10% di loro deve aver iniziato la sua vita come parte di un sistema stellare, formandosi in un disco di polvere e polvere attorno a una giovane stella piuttosto che attraverso il collasso gravitazionale. Ad un certo punto, tuttavia, un pianeta potrebbe essere stato espulso a causa delle interazioni con altri pianeti. In effetti, gli autori suggeriscono che questi pianeti “rifiutati” potrebbero essere comuni quanto i pianeti che sono stati soli fin dall’inizio. Se sei nel panico per la rotazione improvvisa della Terra nelle profondità dello spazio, probabilmente non devi preoccuparti:
Questi eventi sono molto più probabili all’inizio della formazione di un sistema planetario quando ci sono molti pianeti che si spingono per la posizione. Ma non è impossibile: se qualcosa di esterno a un sistema planetario consolidato, come un’altra stella, dovesse interromperlo, un pianeta potrebbe comunque essere staccato dalla sua casa solare. Anche se abbiamo ancora molta strada da fare per comprendere appieno questi pianeti erranti, studi come questo sono preziosi. I pianeti possono essere rivisitati per ulteriori e più dettagliate indagini man mano che la nuova tecnologia del telescopio diventa disponibile, che potrebbe rivelare di più sulle origini di questi strani mondi.
Fonti:
https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2120/eso2120a_en.pdf
https://theconversation.com/explainer-how-do-you-find-exoplanets-24153
https://ca.news.yahoo.com/rogue-planets-wandering-bodies-interstellar-104726171.html
