LO STUDIO SU MONTHLY NOTICES OF THE ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY

Pulsar planet di massa terrestre: esotici e rari

Passando al setaccio i dati di archivio di 800 pulsar osservate dal Jodrell Bank Observatory negli ultimi 50 anni, un team di astronomi della University of Manchester ha scoperto che i pianeti di massa terrestre in orbita attorno alle pulsar sono estremamente rari. Ciò spiegherebbe perché Psr B1257+12, scoperto trent’anni fa, rimanga l’unico sistema di pianeti di massa approssimativamente simile a quella della Terra in orbita attorno a una stella di neutroni

     13/07/2022
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Illustrazione artistica che mostra la pulsar Psr B1257+12 e i suoi tre pianeti scoperti nel 1992. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech

Stelle di neutroni in rapida rotazione, le pulsar si formano alla fine della vita di una stella massiccia. Sono oggetti celesti densissimi ed eccezionalmente stabili: ruotando fino a centinaia di volte ogni secondo, irradiano a intervalli regolari, sotto la spinta del potente campo magnetico che possiedono, radiazione elettromagnetica dai due poli. Onde radio – da cui il nome di ‘pulsar’, sorgente radio pulsante, per le prime scoperte – ma anche radiazione X e particelle altamente energetiche.

Non hanno niente a che vedere con il nostro Sole, insomma. Eppure, nonostante le loro condizioni estreme, sappiamo che queste trottole spaziali possono ospitare pianeti. Psr B1257+12B e Psr B1257+12C, oltre a essere i primi mondi che siano mai stati scoperti al di fuori del Sistema solare, sono anche i primi pianeti rilevati in orbita attorno a una pulsar, Psr 1257+12 (piccola parentesi: in quel sistema planetario, scoperto nel 1992 da Alexander Wolszczan e Dale Frail e del quale oggi sappiamo che ospita anche un terzo pianeta, c’è un po’ di Italia, almeno nei nomi).

Da quel lontano 1992 a oggi sono stati scoperti solo una manciata di altri pianeti delle pulsar. La maggior parte di essi sono corpi di massa simile o maggiore di quella di Giove. Pochissimi hanno masse simili a quelle della Terra, rendendo così difficile porre vincoli precisi sulla loro abbondanza nell’universo.

Ora però un team di astronomi della University of Manchester ha eseguito la più vasta ricerca attorno alle pulsar di quest’ultima categoria di pianeti, concentrandosi sulla presenza di compagni planetari con masse fino a 100 volte quella della Terra e periodi orbitali compresi tra 20 giorni e 17 anni. Il nuovo lavoro di ricerca è stato illustrato ieri al National Astronomy Meeting (Nam 2022) in corso alla University of Warwick, nel Regno Unito, presentando risultati pubblicati nel marzo scorso su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La prima autrice dello studio, Iuliana Niţu, dottoranda all’Università di Manchester, ha condotto insieme ai suoi colleghi una ricerca sistematica di questi oggetti utilizzando i dati osservativi di 800 pulsar monitorate per decenni al Jodrell Bank Observatory. «Comportandosi come fari cosmici, ogni volta che ruotano le pulsar producono segnali che giungono sino alla Terra», spiega Nițu. «Questi segnali possono essere rilevati dai radiotelescopi e produrre scienza straordinaria». L’obiettivo del team guidato da Nițu era individuare segnali con intervalli irregolari: scostamenti periodici nei tempi di arrivo (ToA, time of arrival) degli impulsi radio causati da un eventuale pianeta in orbita.

Dei dieci segnali potenzialmente interessanti rilevati, l’unico che indicasse la presenza di pianeti con masse fino a 100 volte quella della Terra è stato trovato nei dati osservativi della pulsar Psr J2007+3120. Secondo i ricercatori è possibile che la stella ospiti almeno due pianeti, con masse alcune volte più grandi della Terra e periodi orbitali di circa 1.9 e 3.6 anni.

I risultati, aggiungono gli autori dello studio, mostrano che meno dello 0,5 per cento delle pulsar ospita pianeti di tipo terrestre, che sono invece comuni intorno alle stelle normali. Tali pianeti, stando a uno degli scenari di formazione planetaria contemplati nello studio, potrebbero essere distrutti o espulsi dalle esplosioni di supernove durante la formazione delle pulsar. Pianeti come Psr B1257+12B e Psr B1257+12C – le cui masse sono approssimativamente simili a quelle della Terra – potrebbero essere dunque incredibilmente rari, facendo di Psr B1257+12 un sistema planetario pressoché unico.

Lo studio ha inoltre permesso di ottenere informazioni sulle orbite di questi pianeti: contrariamente a quelle quasi circolari dei pianeti che si trovano nel Sistema solare, le orbite dei mondi attorno alle pulsar seguirebbero percorsi altamente ellittici, dicono i ricercatori. Ciò indica che il processo di formazione dei sistemi pulsar-pianeta è molto diverso da quello dei tradizionali sistemi stella-pianeta.

«Esattamente 30 anni fa furono scoperti i primi pianeti extrasolari attorno a una pulsar, ma dobbiamo ancora capire come questi pianeti possano formarsi e sopravvivere in condizioni così estreme», conclude Nitu. «Scoprire quanto sono comuni e che aspetto hanno è un passo cruciale verso questo obiettivo».

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