Illustrazione del computer di una stella binaria. Credito d'immagine: Carnegie Institution. Clicca per ingrandire.
Un nuovo lavoro teorico mostra che la formazione di pianeti giganti di gas può avvenire attorno alle stelle binarie nello stesso modo in cui si verifica attorno a singole stelle come il Sole. Il lavoro è presentato oggi dal Dr. Alan Boss del Dipartimento di Magnetismo Terrestre (DTM) della Carnegie Institution all'incontro dell'American Astronomical Society a Washington, DC. I risultati suggeriscono che pianeti giganti di gas, come Giove, e pianeti abitabili simili alla Terra potrebbero essere più diffusi di quanto si pensasse in precedenza. Un documento che descrive questi risultati è stato accettato per la pubblicazione sull'Astrophysical Journal.
"Tendiamo a concentrarci sulla ricerca di altri sistemi solari attorno alle stelle proprio come il nostro Sole", afferma Boss. "Ma stiamo imparando che i sistemi planetari possono essere trovati attorno a tutti i tipi di stelle, dalle pulsar ai nani M con solo un terzo della massa del nostro Sole."
Due stelle su tre nella Via Lattea fanno parte di un sistema binario o a più stelle, in cui le stelle orbitano l'una attorno all'altra con separazioni che possono variare dall'essere quasi in contatto (binari vicini) a migliaia di anni luce o altro (binari larghi). La maggior parte dei binari ha separazioni simili alla distanza dal Sole a Nettuno (~ 30 UA, dove 1 UA = 1 unità astronomica = 150 milioni di chilometri, la distanza dalla Terra al Sole).
Non è chiaro se la formazione del sistema planetario possa avvenire nei tipici sistemi binari di stelle, dove le forti forze gravitazionali di una stella potrebbero interferire con i processi di formazione del pianeta attorno all'altra stella e viceversa. Precedenti lavori teorici avevano suggerito, infatti, che le tipiche stelle binarie non sarebbero state in grado di formare sistemi planetari. Tuttavia, i cacciatori di pianeti hanno recentemente trovato un numero di pianeti giganti di gas in orbita attorno a stelle binarie con una serie di separazioni.
Boss ha scoperto che se il riscaldamento d'urto risultante dalle forze gravitazionali della stella compagna è debole, allora i pianeti giganti di gas sono in grado di formarsi nei dischi che formano il pianeta più o meno allo stesso modo che fanno attorno alle singole stelle. Il disco formatore di pianeti rimarrebbe abbastanza freddo da consentire ai granelli di ghiaccio di rimanere solidi e quindi consentire la crescita dei nuclei solidi che devono raggiungere dimensioni di massa multipla della Terra affinché il meccanismo convenzionale di formazione dei pianeti giganti di gas (accrescimento del nucleo) abbia successo.
I modelli di Boss mostrano ancora più direttamente che il meccanismo alternativo per la formazione di pianeti giganti di gas (instabilità del disco) può procedere altrettanto bene nei sistemi di stelle binarie che attorno alle stelle singole, e in effetti può persino essere incoraggiato dalle forze gravitazionali dell'altra stella . Nei nuovi modelli di Boss, il disco che forma il pianeta in orbita attorno a una delle stelle viene rapidamente spinto a formare densi bracci a spirale, all'interno dei quali si formano ammassi auto-gravitanti di gas e polvere e iniziano il processo di contrazione fino alle dimensioni planetarie. Il processo è incredibilmente rapido e richiede meno di 1.000 anni per la formazione di blocchi densi in un disco altrimenti privo di caratteristiche. Ci sarebbe molto spazio perché i pianeti simili alla Terra si formassero più vicini alla stella centrale dopo che i pianeti giganti gassosi si sono formati, più o meno allo stesso modo in cui si pensa che si sia formato il nostro sistema planetario.
Boss sottolinea: "Questo risultato può avere profonde implicazioni in quanto aumenta la probabilità della formazione di sistemi planetari simili ai nostri, perché le stelle binarie sono la regola nella nostra galassia, non l'eccezione". Se le stelle binarie possono proteggere i sistemi planetari composti da pianeti giganti gassosi esterni e pianeti interni simili alla Terra, allora la probabilità di altri mondi abitabili diventa improvvisamente all'incirca tre volte più probabile - fino a tre volte il numero di stelle che potrebbero essere possibili ospiti per i sistemi planetari simile al nostro. I piani della NASA di cercare e caratterizzare pianeti simili alla Terra nel prossimo decennio avrebbero quindi molte più probabilità di avere successo.
Una delle domande chiave rimanenti sui modelli teorici è la quantità corretta di shock shock all'interno del disco che forma il pianeta, nonché la domanda più generale di quanto velocemente il disco è in grado di raffreddarsi. Boss e altri ricercatori stanno lavorando attivamente per comprendere meglio questi processi di riscaldamento e raffreddamento. Date le crescenti prove osservative per i pianeti giganti di gas nei sistemi stellari binari, i nuovi risultati suggeriscono che il riscaldamento d'urto nei dischi binari non può essere troppo grande, o impedirebbe la formazione di pianeti giganti di gas.
Fonte originale: Carnegie News Release
