Le stelle di tipo M (nana rossa) sono oggetti più freddi, a bassa massa e a bassa luminosità che costituiscono la stragrande maggioranza delle stelle nel nostro Universo, rappresentando l'85% delle stelle nella sola galassia della Via Lattea. Negli ultimi anni, queste stelle hanno dimostrato di essere un tesoro per i cacciatori di esopianeti, con più pianeti terrestri (alias. Simili alla Terra) confermati attorno alle nane rosse più vicine del Sistema Solare.
Ma ciò che è ancora più sorprendente è il fatto che alcuni nani rossi hanno pianeti di dimensioni e massa comparabili a quelli di Giove in orbita attorno a loro. Un nuovo studio condotto da un team di ricercatori dell'Università del Lancashire centrale (UCLan) ha affrontato il mistero di come ciò potrebbe accadere. In sostanza, il loro lavoro mostra che i giganti gassosi impiegano solo poche migliaia di anni per formarsi.
Lo studio, che è apparso di recente sulla rivista Astronomia e astrofisica, è stato il lavoro del Dr. Anthony Mercer e del Dr. Dimitris Stamatellos dell'UCLan Jeremiah Horrocks Institute for Mathematics, Physics & Astronomy (JHI - MPA). Il Dr. Mercer, un lettore di astrofisica con il JHI - MPA, ha guidato la ricerca sotto la supervisione del Dr. Stamatellos, che guida il gruppo "Formazione teorica di stelle e pianeti extrasolari" dell'istituto.
Insieme, hanno studiato come i pianeti potrebbero formarsi attorno alle stelle nane rosse per determinare quale meccanismo consentirebbe la formazione di giganteschi giganti gassosi. Secondo i modelli convenzionali di formazione dei pianeti, in cui l'accumulo graduale di particelle di polvere porta a corpi progressivamente più grandi, i sistemi nani rossi non dovrebbero avere abbastanza massa per formare pianeti di tipo super Giove.
Per indagare su questa discrepanza, Mercer e il Dr. Stamatellos hanno utilizzato il distributore distribuito nel Regno Unito utilizzando il supercomputer Advanced Computing (DiRAC) - che collega le strutture dell'Università di Cambridge, Durham, Edimburgo e Leicester - per simulare l'evoluzione dei dischi protoplanetari attorno alle stelle nane rosse. Questi dischi rotanti di gas e polvere sono comuni intorno a tutte le stelle appena nate e sono ciò che alla fine porta alla formazione del pianeta.
Ciò che hanno scoperto è che se questi giovani dischi sono abbastanza grandi, possono frammentarsi in diversi pezzi, che si fonderebbero a causa della reciproca attrazione gravitazionale per formare pianeti giganti di gas. Tuttavia, ciò richiederebbe che i pianeti si formino entro poche migliaia di anni, un calendario estremamente rapido in termini astrofisici. Come ha spiegato il dottor Mercer:
“Il fatto che i pianeti possano essere in grado di formarsi su una scala temporale così breve attorno a minuscole stelle è incredibilmente eccitante. Il nostro lavoro mostra che la formazione dei pianeti è particolarmente robusta: altri mondi possono formarsi anche attorno alle piccole stelle in vari modi, e quindi i pianeti possono essere più diversi di quanto pensassimo in precedenza.
La loro ricerca ha anche indicato che questi pianeti sarebbero estremamente caldi dopo la loro formazione, con temperature che raggiungono migliaia di gradi nei loro nuclei. Poiché non hanno una fonte di energia interna, nel tempo diventerebbero più deboli. Ciò significa che questi pianeti sarebbero facili da osservare nella lunghezza d'onda dell'infrarosso quando sono ancora giovani, ma la finestra per l'osservazione diretta sarebbe piccola.
Tuttavia, tali pianeti potrebbero ancora essere osservati indirettamente in base al loro effetto sulla loro stella ospite, che è il modo in cui in genere sono stati trovati pianeti in orbita attorno a stelle nane rosse. Questo è noto come il metodo della velocità radiale (aka. Spettroscopia Doppler), in cui i cambiamenti negli spettri della stella indicano che si sta muovendo, il che è un'indicazione dei pianeti che esercitano la loro influenza gravitazionale su di esso. Stamatellos ha aggiunto:
“Questa è stata la prima volta che siamo stati in grado non solo di vedere la formazione dei pianeti nelle simulazioni al computer, ma anche di determinare le loro proprietà iniziali con grande dettaglio. È stato affascinante scoprire che questi pianeti sono del tipo "veloce e furioso": si formano rapidamente e sono inaspettatamente caldi. "
Questi risultati non sono se non tempestivi. Di recente, gli astronomi hanno scoperto un secondo pianeta extrasolare attorno a Proxima Centauri, la stella più vicina alla nostra. A differenza di Proxima b, che è di dimensioni terrestri, rocciose e orbite all'interno della zona abitabile della stella; Si ritiene che Proxima c sia 1,5 volte più grande della Terra, la metà di quella di Nettuno (rendendolo un mini-Nettuno), e orbita ben al di fuori della zona abitabile di Proxima Centauri.
Sapere che esiste un possibile meccanismo che consente ai giganti gassosi di formarsi attorno alle stelle dei nani rossi ci avvicina alla comprensione di queste stelle del tutto comuni, ma ancora misteriose.
