LA MORTE DELLA STELLA TRASFORMERÀ IL SISTEMA PLANETARIO IN UN FLIPPER

Il destino di HR 8799 è scritto nella sua stella

Un team di astronomi ha utilizzato dei modelli al computer per rivelare il destino caotico del sistema planetario HR 8799, nel quale quattro pianeti orbitano sincronizzati in un ritmo perfetto attorno alla loro stella. Lo studio fa anche luce sull'inquinamento delle nane bianche provocato dai detriti presenti del sistema. Tutti i dettagli su Mnras

     15/06/2021
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Rappresentazione artistica dei quattro pianeti del sistema HR 8799 e della sua stella. Crediti: Università di Warwick/Mark Garlick

Il sistema HR 8799 vacilla sull’orlo dell’instabilità gravitazionale e finirà nel caos. A rivelarne il destino è uno studio condotto dall’Università di Warwick e dall’Università di Exeter, nel Regno Unito, pubblicato su Mnras. Il sistema planetario in questione si trova a 135 anni luce dalla Terra nella costellazione di Pegaso. Al centro del sistema si trova una stella di tipo A di circa 30 milioni di anni, attorno alla quale orbitano quattro pianeti, ciascuno cinque volte la dimensione di Giove, e due fasce di detriti asteroidali, una molto vicino alla stella e l’altra all’esterno del sistema.

Secondo il modello teorizzato dagli astronomi, il cambiamento nelle forze gravitazionali risultante dall’evoluzione della stella in nana bianca, porterà i pianeti del sistema a “rimbalzare” fra di loro, sopravvivendo alla fase di gigante rossa della stella e offrendo agli scienziati nuove possibili interpretazioni sull’origine delle nane bianche con atmosfere ricche di polvere, gas e detriti metallici che osserviamo oggi. «Questi pianeti si muovono intorno alla nana bianca in luoghi diversi e possono facilmente “calciare” qualsiasi detrito ancora presente nella nana bianca, inquinandola», spiega Dimitri Veras dell’Università di Warwick e primo autore dell’articolo. «Il sistema planetario HR 8799 rappresenta un esempio dei sistemi di nane bianche “inquinate” (polluted white dwarfs) che vediamo oggi. È una dimostrazione di quanto sia importante calcolare il destino dei sistemi planetari, piuttosto che guardare solo alla loro formazione».

Gli autori dell’articolo, attraverso la realizzazione di un modello che ha permesso loro di giocare a flipper con i pianeti, hanno esplorato il futuro di HR 8799 simulando differenti possibili scenari. Le orbite dei quattro pianeti del sistema sono sincronizzate tra loro in un ritmo perfetto: quindi per ogni orbita completata dal pianeta più lontano, il pianeta più vicino ne completa due, quello successivo quattro, mentre il più vicino ne completa otto. Secondo i ricercatori la loro danza resterà stabile ancora per i prossimi tre miliardi di anni, nonostante gli effetti delle maree galattiche e la presenza ravvicinata di altre stelle, per interrompersi una volta che la stella madre inizierà la sua evoluzione. «Sono così grandi e vicini l’uno all’altro, l’unica cosa che li mantiene in questo ritmo perfetto in questo momento è la posizione delle loro orbite», prosegue Veras.

Non appena la stella perderà massa, le loro posizioni devieranno e due di loro si disperderanno l’uno dall’altro, causando una reazione a catena». I pianeti inizieranno quindi a “rimbalzare” come in un flipper, rendendo il sistema altamente caotico, nel quale i loro movimenti saranno molto incerti. «In un caso, il pianeta più interno potrebbe essere espulso dal sistema. Oppure, in un altro caso, potrebbe essere il terzo pianeta quello espulso. Oppure il secondo e il quarto pianeta potrebbero cambiare posizione. Qualsiasi combinazione è possibile, basta anche solo una piccola modifica», spiega Veras.

Indipendentemente dai movimenti precisi dei pianeti, una cosa di cui il team non ha dubbi è che i pianeti si muoveranno abbastanza da spostare il materiale presente nelle fasce di detriti del sistema, inquinando l’atmosfera della stella. È questo tipo di detriti che gli astronomi stanno analizzando oggi per indagare la storia di altri sistemi attorno a nane bianche. Il sistema planetario multiplo di HR 8799 è stato osservato per la prima nel 2008 con la scoperta di tre dei suoi pianeti a cui si è aggiunto il quarto, nel 2010. «Il sistema HR 8799 è stato esemplare per la scienza esoplanetaria sin dalla sua scoperta, avvenuta quasi 13 anni fa. È affascinante riuscire a vedere nel suo futuro e immaginarlo evolversi da un armoniosa raccolta di pianeti a una scenario estremamente caotico», conclude Sasha Hinkley dell’Università di Exeter, co-autrice dello studio.

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