Composizione chimica delle stelle e processo di formazione planetaria. Pubblicato su A&A lo studio “Connecting substellar and stellar formation. The role of the host star’s metallicity” di J. Maldonado (INAF-OAPA)
Ad oggi la famiglia degli esopianeti (pianeti che orbitano attorno stelle diverse dal Sole) conta circa 4000 pianeti confermati. Le stelle che ospitano gli esopianeti conosciuti coprono un’ampia gamma di parametri stellari e fasi evolutive. Diversi studi sono quindi stati realizzati per comprendere come le proprietà fisiche delle stelle possano determinare la probabilità che attorno ad esse si siano formati pianeti di tipo diverso (giganti gassosi, pianeti terrestri, etc..) o compagni di massa sub-stellare, come le nane brune.
In particolare, lo studio del legame tra la possibilità di formare pianeti gassosi e la metallicità delle stelle (ossia l’abbondanza di elementi pesanti quali il ferro rispetto l’idrogeno) può fornire prove importanti a favore delle varie teorie proposte sul meccanismo di formazione planetaria. Ad esempio, il modello del core-accretion (Pollack et al. 1996), secondo il quale i pianeti gassosi si formano dall’accrescimento di grandi quantità di gas dall’ambiente circostante su nuclei rocciosi massivi, suggerisce che la formazione di giganti gassosi sia favorita in ambienti circumstellari ad alta metallicità. Questo perchè la bassa metallicità comporta dei tempi più lunghi per la formazione del nucleo roccioso, che poi non avrebbe più il tempo necessario per accrescere la quantità di gas necessaria a formare un gigante gassoso. Molti studi hanno analizzato le possibilità di formare pianeti e compagni di massa sub-stellare attorno stelle di varia metallicità, concentrandosi però sempre su determinati prodotti del processo di formazione planetaria (ad esempio, giganti gassosi, pianeti di piccola massa, nane brune, dischi di polveri, etc..) o determinati tipi di stelle (giganti, stelle di piccola massa, etc..)
Il team guidato dall’astronomo J. Maldonado dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo, composto dall’astronoma G. Micela di INAF-OAPA ed astronomi dell’Univesità Autonoma di Madrid, ha analizzato in maniera omogenea un ampio campione di stelle con pianeti di vario tipo o con compagni di massa sub-stellare (59 stelle con nane brune, 208 con giganti gassosi e 78 con pianeti di piccola massa) allo scopo di determinare se la formazione di questi oggetti sia legata alla metallicità della stella ospite. Si tratta della prima volta che una simile indagine venga effettuata in maniera omogenea su un campione così vasto ed eterogeneo. Da questo studio, descritto nell’articolo “Connecting substellar and stellar formation. The role of the host star’s metallicity” pubblicato dalla rivista Astronomy & Astrophysics, risulta che stelle a metallicità minore tendono ad avere compagni di massa maggiore, suggerendo che oggetti di massa più grande potrebbero essersi formati con meccanismi diversi dal core-accretion. In particolare, questo meccanismo ha un’efficienza massima nel formare pianeti di tipo gioviano (con una massa compresa tra 0.2 e 2 masse gioviane). Pianeti di piccola massa in stelle a bassa metallicità potrebbero anche essersi formati tramite core-accretion, sebbene sia necessario un campione più ampio per poter confermare questa ipotesi.
L’immagine allegata (link) mostra la metallicità delle stelle analizzate in questo studio insieme alla loro massa ed a quella del loro compagno sub-stellare. Le linee verticali delimitano i vari regimi di massa dei compagni sub-stellari.
