Due giovani pianeti che sfidano i modelli di formazione planetaria. L’articolo: “Rapid contraction of giant planets orbiting the 20-million-year-old star V1298 Tau” di A. Suarez Mascareno (Instituto de Astrofísica de Canarias) pubblicato su Nature Astronomy

La formazione planetaria avviene all’interno di strutture a disco, note come “dischi protoplanetari”, che caratterizzano le stelle giovani. I tempi di dispersione dei dischi sono molto rapidi (tipicamente 3-5 milioni di anni), ponendo una condizione molto stringente sui tempi di formazione planetaria ai vari modelli che sono stati proposti finora. Il modello esistente più accreditato per spiegare la formazione dei pianeti giganti gassosi come Giove, è il “modello di accrescimento dal nucleo” (core-accretion model). Questo modello prevede la formazione di un nucleo roccioso dalla coalescenza di planetesimali, su cui poi accresce rapidamente una grande quantità di gas.

 

Per confermare e testare i modelli di formazione planetaria, è necessario studiare un campione ricco e variegato di pianeti giovani. Questo però è estremamente complicato in quanto, nelle loro prime fasi evolutive, le stelle sono caratterizzate da un’intensa attività magnetica. I fenomeni connessi a questa attività producono dei segnali spettroscopici che nascondono e confondono quelli dovuti alla presenza di pianeti. Per questi motivi, è molto importante scoprire e caratterizzare pianeti giovani tenendo conto degli effetti legati all’attività magnetica delle loro stelle.

 

Nel 2019, uno studio basato su dati ottenuto dalla missione Kepler/K2, dedicata alla ricerca di esopianeti attraverso il metodo dei transiti (ossia individuando le periodiche diminuzioni di luminosità delle stelle dovute al transito dei loro pianeti), ha riportato la scoperta di un sistema di 4 pianeti attorno V1298 Tau, una stella di circa 1.2 masse solari con un’età di circa 20 milioni di anni. Il team di ricercatori guidato dall’astrofisico A. Suarez Mascareno (Instituto de Astrofísica de Canarias) ha recentemente pubblicato la caratterizzazione di due di questi pianeti, V1298 Tau b e e, dall’analisi di un ricco set di dati spettroscopici ottenuti dagli spettrografi HARPS-N del Telescopio Nazionale Galileo, CARMENES del Centro Astronómico Hispano-Alemán, SES del Teide Observatory, e HERMES del Mercator Telescope nell’isola di La Palma, insieme a dati fotometrici ottenuti dai telescopi del consorzio LCOGT, necessari per quantificare gli effetti dell’attività magnetica della stella. Da questa analisi, è risultato che i due pianeti hanno rispettivamente una massa pari a 0.64 e 1.16 masse gioviane. Considerando le stime del loro raggio, ottenute dai dati Kepler/K2, pari a 0.92 e 0.78 raggi gioviani, i due pianeti risultano esser molto più densi di quanto sia predetto dal core-accretion model per pianeti di questa età. Secondo questo modello, infatti, i pianeti gassosi non dovrebbero raggiungere simili valori di densità prima di alcuni centinai di milioni di anni. Una possibilità alternativa è che i due pianeti contengano una percentuale di elementi pesanti molto alta (5%-40% per il pianeta b, 40%-60% per il pianeta e). Questo è possibile se i pianeti si sono formati a distanze di alcune decine di Unità Astronomiche (1 Unità Astronomica è pari alla distanza media tra Terra e Sole, ossia 150 milioni di km) dalla stella, per poi migrare verso le orbite attuali accrescendo i vari corpi rocciosi incontrati durante il processo. Lo studio è descritto nell’articolo: “Rapid contraction of giant planets orbiting the 20-million-year-old star V1298 Tau“, recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Astronomy. Tra i coautori, anche gli astronomi S. Benatti, D. Locci, G. Micela e A. Maggio dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.

 

La figura (cliccare qui per visualizzare l’immagine interamente) mostra la distribuzione di raggio e massa per i pianeti per cui queste quantità sono note con una precisione migliore del 33%. Sono indicate le posizioni di Giove e Saturno, dei pianeti di V1298 Tau, e del pianeta AU Mic b, l’unico noto con un’età simile ai pianeti di V1298 Tau.

 

 

Mario Giuseppe Guarcello  ( segui mguarce) ( youtube)

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