L’OSSERVAZIONE AI RAGGI X CON CHANDRA

Quella vecchia stella che poi tanto vecchia non è

Osservato per la prima volta l’inaspettato comportamento di una stella attorno a cui orbita un pianeta supermassiccio. La stella si comporterebbe come se fosse molto più vecchia di quanto in realtà non sia. Il risultato, ottenuto, grazie all’osservatorio orbitante per raggi X della NASA Chandra, parla molto italiano.

Impressione d’artista della stella WASP-18 e del pianeta WASP-18b, che le orbita attorno, nel box in basso a destra si vede come l’osservazione per rilevare emissione di raggi X effettuata con Chandra non abbia rivelato alcuna emissione Illustration credits: NASA/CXC/M.Weiss

Impressione d’artista della stella WASP-18 e del pianeta WASP-18b, che le orbita attorno, nel box in basso a destra si vede come l’osservazione per rilevare emissione di raggi X effettuata con Chandra non abbia rivelato alcuna emissione
Illustration credits: NASA/CXC/M.Weiss

Si chiama WASP_18b, è un pianeta extrasolare che si trova a 330 anni luce dalla Terra insieme alla stella WASP_18, attorno a cui orbita. Si tratta di un pianeta supermassiccio, con una massa pari a 10 volte quella di Giove e che completa la sua orbita intorno a WASP-18 in meno di 23 ore (Giove ci mette 12 anni a girare intorno al Sole).

Rientra nella categoria dei pianeti classificati come “Hot Jupiter”, ma non è per queste sue caratteristiche che gli scienziati ritengono di aver fatto una scoperta interessante, bensì per l’effetto che esso avrebbe sulla sua stella madre: la fa sembrare più vecchia.

È la prima volta che si osserva questo fenomeno: la stella WASP-18 – che ha una massa 1,3 volte quella del Sole e una temperatura di 6400K in fotosfera – sembrerebbe comportarsi come se fosse più vecchia di quanto sia in realtà.

Ignazio Pillitteri, dell’Osservatorio Astronomico INAF di Palermo, è lo scienziato alla guida del team che ha condotto lo studio pubblicato lo scorso luglio su  “Astronomy and Astrophysics” e dice in proposito «WASP-18 è un esopianeta davvero estremo. È uno dei gioviani caldi, o “Hot Jupiters”, più massicci tra quelli conosciuti e uno dei più vicini alla propria stella ospite. Queste caratteristiche hanno portato ad un comportamento del tutto inaspettato: questo pianeta sta causando una sorta di “invecchiamento precoce” alla stella».

Grazie alla correlazione esistente tra l’attività magnetica e l’emissione delle stelle osservabile ai raggi X i ricercatori hanno stabilito che WASP-18 avrebbe un’attività cento volte inferiore a quella che potrebbe “permettersi” per l’età che ha.

Per gli standard astronomici, infatti, si tratta di una stella giovane la cui età è stata stimata tra i 500 milioni e i due miliardi di anni (per fare un confronto il nostro Sole, che è intorno alla metà del proprio ciclo vitale, ha circa 5 miliardi di anni), ma il comportamento che viene osservato è quello di una signora ben più attempata.

Niente intense emissioni di raggi X, niente forti campi magnetici, nessuna grande eruzione o fiammata – insomma – nessuno di quei comportamenti sarebbe normale osservare in una stella della sua età.

È noto che l’attività magnetica, così come le eruzioni e l’emissione di raggi X, sono legati alla rotazione dei corpi stellari e che in genere è con l’età che esse vanno scemando. WASP-18 ad una lunga osservazione effettuata con Chandra non ha mostrato alcuna emissione di raggi X.

Uno dei co-autori dello studio è Scott Wolk dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, Massachusetts, che in proposito dice «Pensiamo che il pianeta stia facendo invecchiare la stella provocando un’enorme scompiglio al suo interno»

La forza del campo magnetico di una stella dipende dalla quantità di moti convettivi e dall’intensità dei sommovimenti dei gas bollenti presenti al suo interno: l’ipotesi degli scienziati per lo strano comportamento di WASP-18 è che le forze mareali create dalla spinta gravitazionale del pianeta gigante – simili a quelle che la Luna provoca sulla Terra, ma in una scala ben più grande – abbiano causato una sorta di interruzione nel campo magnetico della stella.

«La forza di gravità del pianeta potrebbe essere alla base di un sommovimento dei gas all’interno della stella tale da provocare un indebolimento della convezione» aggiunge Salvatore Sciortino, un altro dei coautori dello studio, già direttore dell’Osservatorio Astronomico INAF di Palermo «questo innescherebbe un effetto domino con il risultato che mano a mano che il campo magnetico della stella si indebolisce essa “invecchia”, per così dire, in modo prematuro».

Il fatto che la zona convettiva di WASP-18 sia assai più limitata di quella che è possibile riscontrare sulla maggior parte delle stelle potrebbe spiegare questa sua sensibilità e la sua estrema vulnerabilità all’influenza delle forze mareali che la investono, così come l’inusuale l’abbondanza di litio che i primi studi ottici cui è stata sottoposta hanno riscontrato. Infatti il litio, che abbonda nelle giovani stelle, è solitamente trascinato dai moti convettivi verso le zone interne più calde di una stella, dove le reazioni nucleari lo distruggono. Un indebolimento nei moti connettivi spingerebbe quantità di litio inferiori verso l’interno della stella, e questo ne permetterebbe la sopravvivenza, spiegando perché su WASP-18 se ne rilevi in abbondanza.

L’articolo originale è consultabile online.

Per chi fosse interessato alle scoperte fatte grazie alle osservazioni effettuate con Chandra potete trovare al seguente link gli articoli usciti su Media Inaf http://www.media.inaf.it/tag/chandra/