LO STUDIO SU SCIENCE

Quei caotici Gioviani caldi

Potrebbero essere complesse interazioni gravitazionali a determinare la migrazione dei pianeti di grande taglia nei sistemi stellari binari, facendoli diventare così 'Gioviani caldi' e inducendo variazioni nell'orientazione dell'asse di rotazione delle loro stelle madri

Crediti: Haven Giguere, Nikku Madhusudhan

Crediti: Haven Giguere, Nikku Madhusudhan

In neanche venti anni dalla prima scoperta di un esopianeta attorno a una stella simile al Sole, abbiamo scoperto una selva di corpi celesti tra i più disparati. Tra questi, una intera classe di pianeti massicci ma assai vicini alle loro stelle madri. Gli astronomi li hanno ribattezzati ‘Gioviani caldi’ (Hot Jupiter) proprio perché la loro stazza è comparabile, se non maggiore, a quella del gigante del nostro Sistema solare e perché le loro orbite sono molto strette: tipicamente il loro raggio è compreso tra metà e un decimo di quella della Terra attorno al Sole (dunque tra 0,5 e 0,1 Unità Astronomiche, ovvero tra circa 75 e 15 milioni di chilometri). Per questa vicinanza alle stelle madri la loro temperatura superficiale deve essere quindi molto elevata.

In più, recenti osservazioni delle proprietà dinamiche di alcuni sistemi planetari che ospitano gioviani caldi hanno rivelato una ulteriore peculiarità. Nel Sistema solare, l’asse di rotazione del Sole è approssimativamente allineato con l’asse orbitale dei suoi pianeti (l’asse orbitale è per definizione perpendicolare al piano sul quale si trova l’orbita di un corpo celeste). Questo però non si riscontra per alcuni degli Hot Jupiter scoperti, che mostrano evidenti disallineamenti tra il loro asse orbitale e quello di rotazione della loro stella madre.

Uno studio pubblicato nell’ultimo numero della rivista Science indaga i motivi di questa peculiarità, provando a ricostruire il comportamento dinamico delle orbite di pianeti massicci attorno a sistemi stellari binari e la loro evoluzione nel tempo. «Anche se la massa di questi pianeti è appena un millesimo quella del Sole, le loro stelle madri sono comunque influenzate da questi corpi celesti e si comportano in una maniera bizzarra» dice Dong Lai, professore di astronomia alla Cornell University di New York, uno degli autori della ricerca guidata da Natalia Storch, sempre della Cornell.

I risultati delle simulazioni hanno evidenziato che, nei sistemi stellari binari, le orbite dei pianeti gioviani caldi possono essere perturbate dall’influenza gravitazionale della stella compagna di quella attorno alla quale si trovano. Queste perturbazioni potrebbero essere responsabili dell’avvicinamento anomalo dei pianeti giganti alla loro stella madre e del disallineamento tra i loro assi di rotazione e dell’orbita. In più, le simulazioni mettono in evidenza che, una volta raggiunta la loro orbita finale, la forza di attrazione gravitazionale esercitata da questi corpi celesti induce un cambiamento dell’orientazione dell’asse di rotazione della loro stella (effetto di precessione).  «Questi cambiamenti avvengono in modi assai complessi o addirittura caotici », aggiunge Lai. «I nostri risultati forniscono una possibile spiegazione per ai disallineamenti spin-orbita osservati, e saranno utili per comprendere l’origine di questi enigmatici pianeti».