Un pianeta extrasolare con ipotetiche (possibili ma non provate) lune acquatiche. Credito immagine: NASA / IPAC / R. Male. clicca per ingrandire
Negli ultimi dieci anni, gli astronomi che hanno utilizzato una tecnica di caccia al pianeta che misura piccoli cambiamenti nella velocità di una stella rispetto alla Terra, hanno scoperto più di 130 pianeti extrasolari. I primi pianeti del genere erano giganti gassosi, la massa di Giove o più grande. Dopo diversi anni, gli scienziati hanno iniziato a rilevare pianeti di massa di Saturno. E lo scorso agosto, hanno annunciato la scoperta di una manciata di pianeti di massa di Nettuno. Potrebbero essere queste super-terre?
In un recente discorso al simposio sui pianeti extrasolari, l'astronomo della Carnegie Institution di Washington Alan Boss ha spiegato le possibilità.
Le tecniche di caccia al pianeta a velocità radiale hanno recentemente spinto la nostra capacità di scoperta al di sotto del limite di massa di Saturno verso il basso in quello che chiameremmo il limite del gigante di ghiaccio.
Quindi ora siamo in grado di trovare pianeti, vicino alle loro stelle ospiti, con masse paragonabili a quelle di Urano e Nettuno (da 14 a 17 volte la massa della Terra).
In gran parte ciò è dovuto a Michel Mayor e ai suoi colleghi che hanno un nuovo spettrometro a La Silla, che ha una risoluzione spettrale senza precedenti fino a circa 1 metro al secondo circa. E penso che anche il gruppo di Geoff Marcy e Paul Butler siano abbastanza vicini.
La domanda interessante, tuttavia, è: quali sono queste cose? Sono giganti del ghiaccio che hanno formato diversi UA e sono emigrati o sono qualcos'altro? Sfortunatamente, non sappiamo esattamente quali siano le loro masse. Ancora più importante, non sappiamo davvero quale sia la loro densità. Quindi potrebbero essere rocce di massa di 15 terre, o potrebbero essere giganti di ghiaccio di massa di 15 terre.
Quello che dobbiamo davvero fare è far uscire la gente e scoprire altri 7 o giù di lì. Ne abbiamo 3 finora. Se ne avessimo 10 in totale, ne avremo abbastanza che almeno 1 di loro debba transitare sulla sua stella e quindi saremo in grado di avere un'idea di quale sia la sua densità.
Penso, tuttavia, che ci siano buone probabilità che queste possano effettivamente essere una nuova classe di pianeti: le super-terre. Il motivo per cui direi che è che, almeno in 2 dei sistemi in cui sono stati trovati, questi "Neptunes caldi" sono accompagnati da un pianeta di massa di Giove più grande con un'orbita di periodo più lungo.
Se i pianeti di massa inferiore sono giganti di ghiaccio che si sono formati lontano dalle loro stelle, a meno che tu non abbia uno scenario altamente inventato, non immagineresti che finiscano per migrare verso l'interno, oltre i ragazzi più grandi. Questi sistemi assomigliano più al nostro sistema solare, dove ci sono compagni a bassa massa all'interno dei giganti gassosi.
I pianeti in un sistema come il nostro sistema presumibilmente non hanno subito molta migrazione. Quindi direi che forse questi ragazzi sono oggetti che si sono formati all'interno dei giganti gassosi e sono emigrati solo un po ', finendo dove possiamo rilevarli con i sondaggi di spettroscopia a breve termine.
A sostegno di questa idea, c'è un lavoro teorico di George Wetherill di Carnegie di quasi 10 anni fa, ora, dove aveva fatto alcuni calcoli del processo di accumulazione dei pianeti rocciosi. Scoprì spesso che c'era una grande diffusione tra le masse di ciò che usciva, perché l'accumulo è un processo molto stocastico. Per i parametri tipici che ha usato, alla fine di circa 100 milioni di anni, non solo otterrebbe oggetti di 1 massa terrestre, ma anche oggetti che vanno fino a 3 masse terrestri.
Bene, al momento, ha assunto per i suoi calcoli una densità superficiale abbastanza bassa a 1 UA, dove si stavano formando questi pianeti. Dato quello che sappiamo ora, se vuoi essere in grado di creare un Giove a 5 UA utilizzando il modello di formazione planetaria di accrescimento del nucleo, devi aumentare la densità nel disco protoplanetario di un fattore di circa 7 su ciò che Wetherill presunto.
Ciò si ridimensiona direttamente con la massa dei pianeti che ti aspetteresti di trovare come risultato. Quindi se ripetessi questi calcoli, assumendo questa maggiore densità iniziale, il limite superiore sulla massa dei pianeti interni andrebbe da 3 masse terrestri, che è ciò che Wetherill ha ottenuto, fino a dire 21 masse terrestri. Questo è nell'intervallo di ciò che stiamo stimando per questi oggetti di massa di Nettuno appena scoperti.
Quindi forse quello che stiamo davvero vedendo è una nuova classe di oggetti, super-Terre, piuttosto che giganti del ghiaccio.
Fonte originale: NASA Astrobiology
