Il destino d’un gioviano? È scritto nelle stelle

Distribuzione della metallicità vs. periodo orbitale osservata nello studio. Crediti J. Maldonado / A&A

La scoperta degli esopianeti giovani caldi – ossia pianeti giganti gassosi con periodi di rotazione minori di 10 giorni – ha sconvolto la nostra idea sulla formazione planetaria. Simili pianeti, infatti, sono assenti nel Sistema solare e richiedono dei meccanismi di formazione che non erano stati ipotizzati fino a quel momento.

Le ipotesi principali per spiegare l’esistenza dei gioviani caldi sono due. La teoria più accreditata è che questi pianeti si formino a grandi distanze dalla stella centrale, al di là della così detta “linea della neve”, oltre la quale le temperature sono abbastanza basse da permettere l’esistenza di acqua allo stato solido. Una volta formati, questi pianeti cominciano a migrare verso l’interno, fino a spingersi a distanze molto piccole (frazioni di unità astronomica) della propria stella.

Recentemente, però, alcuni studiosi hanno ipotizzato che i pianeti gioviani caldi possano anche formarsi in situ. Questo spiegherebbe perché gioviani caldi e freddi mostrano proprietà diverse tra loro. Ad esempio, i primi tendono a essere meno massivi dei secondi, il che sarebbe giustificato dalla minore quantità di gas disponibile a distanze prossime alla stella centrale. Inoltre, la distribuzione dei periodi orbitali degli esopianeti di tipo gioviano mostra due picchi ben distinti, un primo picco per periodi minori di 3 giorni (gioviani caldi) e un secondo picco per periodi tra 100 e 3000 giorni (gioviani freddi), con pochissimi pianeti che mostrano valori intermedi. Questo suggerisce fortemente la presenza di due meccanismi di formazione.

Nello studio “Chemical fingerprints of hot Jupiter planet formation” di J. Maldonado (Inaf Palermo), recentemente pubblicato su Astronomy & Astrophysics, è dimostrato come le stelle che ospitano pianeti gioviani caldi abbiano anche in media proprietà chimiche diverse da quelle che ospitano gioviani freddi. Analizzando gli spettri ad alta risoluzione di 88 stelle con pianeti di tipo gioviano, allo scopo di misurare le abbondanze chimiche di molti elementi rispetto l’idrogeno (denominata “metallicità” in astronomia), gli autori di questo studio hanno verificato come le stelle con gioviani caldi presentino una metallicità maggiore di quelle con gioviani freddi. In questo studio è anche confermata la tendenza dei gioviani caldi a essere meno massivi di quelli freddi. Questo nuovo studio dell’Osservatorio astronomico Inaf di Palermo, dunque, conferma la presenza di due meccanismi differenti per la formazione di esopianeti di tipo gioviano.

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