Correlazione tra gli elementi pesanti nei pianeti in transito e la metallicità dei loro genitori. Credito d'immagine: A&A. clicca per ingrandire
Dei 188 pianeti extrasolari scoperti, 10 sono transiti; li vediamo perché oscurano la loro stella madre mentre passano di fronte. Ciò offre agli astronomi l'opportunità di studiare la composizione effettiva di questi pianeti. Gli astronomi europei hanno scoperto che il contenuto di metallo di questi "Giove caldi" dipende dalla quantità di metallo nella loro stella madre, che cambia la dimensione dei loro nuclei.
Un team di astronomi europei, guidato da T. Guillot (CNRS, Osservatorio della Costa Azzurra, Francia), pubblicherà un nuovo studio sulla fisica dei Pegasidi (noto anche come Giove caldo) in Astronomia e Astrofisica. Hanno scoperto che la quantità di elementi pesanti in Pegasids è correlata alla metallicità delle loro stelle madri. Questo è un primo passo per comprendere la natura fisica dei pianeti extrasolari.
Fino ad ora, gli astronomi hanno scoperto 188 pianeti extrasolari, tra cui 10 sono noti come "pianeti in transito". Questi pianeti passano tra noi e la loro stella ad ogni orbita. Dati gli attuali limiti tecnici, gli unici pianeti in transito che possono essere rilevati sono pianeti giganti in orbita vicino alla loro stella madre nota come "Giove caldi" o Pegasidi. I dieci pianeti in transito conosciuti finora hanno masse comprese tra 110 e 430 masse terrestri (per confronto, Giove, con 318 masse terrestri, è il pianeta più massiccio del nostro Sistema Solare).
Sebbene rari, i pianeti in transito sono la chiave per comprendere la formazione planetaria perché sono gli unici per i quali è possibile determinare sia la massa che il raggio. In linea di principio, la densità media ottenuta può limitare la loro composizione globale. Tuttavia, tradurre una densità media in una composizione globale richiede modelli accurati della struttura interna e dell'evoluzione dei pianeti. La situazione è resa difficile dalla nostra conoscenza relativamente scarsa del comportamento della materia ad alte pressioni (la pressione all'interno dei pianeti giganti è più di un milione di volte la pressione atmosferica sulla Terra). Dei nove pianeti in transito conosciuti fino ad aprile 2006, solo il meno massiccio poteva determinare in modo soddisfacente la sua composizione globale. È stato dimostrato che possiede un nucleo enorme di elementi pesanti, circa 70 volte la massa della Terra, con un involucro di 40 massa di idrogeno ed elio. Degli altri otto pianeti, sei sono stati trovati per lo più costituiti da idrogeno ed elio, come Giove e Saturno, ma non è stato possibile determinarne la massa interna. Gli ultimi due sono risultati troppo grandi per essere spiegati da modelli semplici.
Considerandoli come un insieme per la prima volta e tenendo conto dei pianeti di dimensioni anomale, Tristan Guillot e il suo team hanno scoperto che i nove pianeti in transito hanno proprietà omogenee, con una massa del nucleo che va da 0 (nessun nucleo, o piccolo) in alto a 100 volte la massa della Terra e un involucro circostante di idrogeno ed elio. Alcuni dei Pegasidi dovrebbero quindi contenere quantità maggiori di elementi pesanti del previsto. Confrontando la massa di elementi pesanti nei Pegasidi con la metallicità delle stelle madri, hanno anche trovato una correlazione esistente, con pianeti nati attorno a stelle che sono ricche di metalli come il nostro Sole e che hanno nuclei piccoli, mentre pianeti che orbitano attorno a stelle che contengono da due a tre volte più metalli hanno nuclei molto più grandi. I loro risultati saranno pubblicati in Astronomia e Astrofisica.
I modelli di formazione dei pianeti non sono riusciti a prevedere le grandi quantità di elementi pesanti trovati in questo modo in molti pianeti, quindi questi risultati implicano che devono essere rivisti. La correlazione tra composizione stellare e planetaria deve essere confermata da ulteriori scoperte di pianeti in transito, ma questo lavoro è un primo passo nello studio della natura fisica dei pianeti extrasolari e della loro formazione. Spiegherebbe perché i pianeti in transito sono così difficili da trovare, tanto per cominciare. Poiché la maggior parte dei Pegasidi ha nuclei relativamente grandi, sono più piccoli del previsto e più difficili da rilevare in transito davanti alle loro stelle. In ogni caso, questo è molto promettente per il lancio della missione spaziale CNES COROT in ottobre, che dovrebbe scoprire e condurre alla caratterizzazione di decine di pianeti in transito, inclusi pianeti e pianeti più piccoli che orbitano troppo lontano dalla loro stella per essere rilevati da terra .
Che dire del decimo pianeta in transito? XO-1b è stato annunciato di recente e si è anche scoperto che è un pianeta anomalomente grande in orbita attorno a una stella di metallizzazione solare. I modelli implicano che ha un nucleo molto piccolo, in modo che questa nuova scoperta rafforzi la proposta correlazione di metallizzazione stellare-planetaria.
Fonte originale: NASA Astrobiology
