Quando pensiamo ad altri sistemi planetari, tendiamo a pensare che opereranno secondo le stesse regole di base delle nostre. Nel Sistema Solare, i pianeti orbitano vicino al piano equatoriale del Sole, ovvero attorno al suo equatore. L'asse di rotazione del Sole, la direzione dei suoi poli in base alla sua rotazione, è anche lo stesso della maggior parte dei pianeti "(l'eccezione è Urano, che ruota su un lato).
Ma se lo studio dei pianeti extra-solari ci ha insegnato qualcosa, è che l'Universo è pieno di possibilità. Considera la stella conosciuta come GJ436, una nana rossa situata a circa 33 anni luce dalla Terra. Per anni, gli astronomi hanno saputo che questa stella ha un pianeta che si comporta in modo molto simile a una cometa. Ma secondo un recente studio condotto da astronomi dell'Università di Ginevra (UNIGE), questo pianeta ha anche un'orbita molto particolare.
Lo studio, intitolato "Disallineamento orbitale dell'esopianeta di massa di Nettuno GJ 436b con lo spin della sua stella fredda", è recentemente apparso sulla rivista scientifica Natura. Lo studio è stato condotto da Vincent Bourrier dell'Osservatorio dell'Università di Ginevra e ha incluso membri dell'Università di Grenoble Alpes, Tennessee State University e del Center for Space and Habitability dell'Università di Berna.
GJ436 è già stato la fonte di molto interesse scientifico, grazie in parte alla scoperta che il suo unico esopianeta confermato ha un involucro gassoso simile a una cometa. Questo esopianeta, noto come GJ436b, è stato osservato per la prima volta nel 2004 utilizzando misurazioni della velocità radiale effettuate dall'Osservatorio di Keck. Nel 2007, GJ436b divenne il primo pianeta delle dimensioni di Nettuno conosciuto per essere in orbita molto vicino alla sua stella (alias "Hot Neptune").
E nel 2015, GJ436 b ha fatto di nuovo notizia quando gli scienziati hanno riferito che la sua atmosfera stava evaporando, provocando una nuvola gigantesca intorno al pianeta e una lunga storia finale. Si è scoperto che questa nuvola era il risultato dell'evaporazione dell'idrogeno nell'atmosfera del pianeta, grazie all'estrema radiazione proveniente dalla sua stella. Questo fenomeno mai visto prima significa essenzialmente che GJ436 b sembra una cometa.
Un altro fatto interessante su questo pianeta è la sua inclinazione orbitale, che gli astronomi hanno lasciato perplessi negli ultimi 10 anni. A differenza dei pianeti del Sistema Solare - le cui orbite sono in gran parte circolari - GJ436b segue un percorso ellittico molto eccentrico. E come indicato dal team di ricerca nel loro studio, anche il pianeta non orbita lungo il piano equatoriale della stella, ma passa quasi sopra i suoi poli.
Come ha spiegato Vincent Bourrier - ricercatore presso il Dipartimento di Astronomia della Facoltà di Scienze UNIGE, membro del progetto FOUR ACES del Consiglio europeo della ricerca e autore principale dello studio - in un comunicato stampa UNIGE:
“Questo pianeta è sottoposto a enormi forze di marea perché è incredibilmente vicino alla sua stella, appena il 3% della distanza Terra-Sole. La stella è una nana rossa la cui durata della vita è molto lunga, le forze di marea che induce avrebbero dovuto da allora circolarizzare l'orbita del pianeta, ma non è così! ”
Questa è stata una scoperta particolarmente interessante per molte ragioni. Da un lato, è il primo caso in cui è stato scoperto che un pianeta ha un'orbita polare. Dall'altro, studiare come i pianeti orbitano attorno a una stella è un ottimo modo per imparare di più su come si è formato ed evoluto quel sistema. Ad esempio, se un pianeta è stato disturbato dal passaggio di una stella vicina o è influenzato dalla presenza di altri pianeti enormi, sarà evidente dalla sua orbita.
Come ha spiegato Christophe Lovis, ricercatore UNIGE e coautore dello studio:
"Anche se abbiamo già visto orbite planetarie disallineate, non capiamo necessariamente la loro origine, soprattutto perché qui è la prima volta che misuriamo l'architettura di un sistema planetario attorno a una nana rossa."
Hervé Beust, un astronomo dell'Università di Grenobles Alpes, era responsabile per i calcoli orbitali su GJ436b. Come ha indicato, la spiegazione più probabile per l'orbita di GJ436b è l'esistenza di un pianeta più massiccio e più distante nel sistema. Mentre questo pianeta non è attualmente noto, questa potrebbe essere la prima indicazione che GJ436 è un sistema multi-pianeta.
"Se questo è vero, i nostri calcoli indicano che non solo il pianeta non si muoverà lungo un cerchio attorno alla stella, come sappiamo da 10 anni, ma dovrebbe anche essere su un'orbita molto inclinata", ha detto. "Questo è esattamente ciò che abbiamo appena misurato!"
Un altro aspetto interessante di questo studio è stato la previsione che il pianeta non ha sempre orbitato così vicino alla sua stella. Sulla base dei loro calcoli, il team ipotizza che il GJ436b potrebbe essere migrato nel tempo per diventare un "pianeta in evaporazione" come è oggi. Anche qui, l'esistenza di un compagno non ancora scoperto viene ritenuta la causa più probabile.
Come per tutti gli studi sugli esopianeti, questi risultati hanno implicazioni anche per la nostra comprensione del Sistema Solare. Guardando al futuro, il team spera di condurre ulteriori studi su questo sistema nella speranza di determinare se è possibile trovare un compagno planetario inafferrabile. Queste indagini trarranno probabilmente beneficio dallo schieramento di missioni di prossima generazione, in particolare il James Webb Space Telescope (JWST).
Come indicato da Bourier, "Il nostro prossimo obiettivo è identificare il misterioso pianeta che ha sconvolto questo sistema planetario". Individuarlo sarà un altro modo indiretto in cui gli astronomi scoprono gli esopianeti: determinare la presenza di altri pianeti in base all'inclinazione orbitale di quelli già scoperti. Il metodo dell'inclinazione orbitale, forse?
