Comunicato Stampa

Un eccesso inatteso di pianeti giganti in un ammasso stellare

17 Giugno 2016

Un'equipe internazionale di astronomi ha scoperto che ci sono molti più pianeti del tipo "Giove caldo" di quanto previsto in un ammasso stellare chiamato Messier 67. Questo risultato sorprendente è stato ottenuto sfruttando una serie di telescopi e strumenti, tra cui lo spettrografo HARPS all'Osservatorio dell'ESO di La Silla in Cile. L'ambiente più denso dell'ammasso provoca un maggior numero di interazioni tra i pianeti e le stelle vicine, interazioni che potrebbero spiegare l'eccesso di pianeti gioviani caldi.

Un'equipe cilena, brasiliana ed europea, guidata da Roberto Saglia del Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, in Garching, Germania e da Luca Pasquini dell'ESO, ha dedicato molti anni alla raccolta di misure di alta precisione di 88 stelle in Messier 67 [1]. Questo ammasso aperto ha circa la stessa età del Sole e si pensa che il Sistema Solare sia nato proprio in un ambiente di pari densità [2].

L'equipe ha usato HARPS, insieme ad altri strumenti [3], per cercare le impronte dei pianeti giganti noti come "Giove caldo", che percorrono orbite strette, di breve periodo, sperando di vedere l'oscillazione rivelatrice della stella, causata dalla presenza di un oggetto massiccio in orbita ravvicinata. Questa "firma" dei pianeti gioviani caldi è stata identificata per ben tre stelle nell'ammasso, oltre ai numerosi altri pianeti trovati in precedenza.

Un "Giove caldo" è un esopianeta gigante con una massa pari a più di un terzo della massa di Giove. Viene detto "caldo" perchè orbita molto vicino alla stella madre, come indicato dal periodo orbitale (l'"anno" dell'esopianeta) inferiore a dieci dei nostri giorni. Questa disposizione è molto diversa da quella del Giove originale nel nostro Sistema Solare, il cui anno dura circa 12 anni terrestri ed è molto più freddo della Terra [4].

"Vogliamo usare un ammasso stellare aperto come laboratorio per esplorare le proprietà degli esopianeti e le teorie di formazione dei pianeti", spiega Roberto Saglia. "Troviamo qui non solo molte stelle che probabilmente ospitano dei pianeti, ma anche un ambiente denso, in cui devono essersi formati".

Lo studio ha trovato che i "Giove caldo" sono più comuni intorno alle stelle di Messier 67 di quanto non accada per le stelle fuori dall'ammasso. "È un risultato notevole", si meraviglia Anna Brucalassi, che ha effettuato l'analisi dei dati. "Il nuovo risultato implica che ci sono pianeti gioviani caldi intorno a circa il 5% delle stelle studiate in Messier 67 - molto di più che in studi analoghi di stelle non in ammasso, in cui il rapporto è più vicino all'1%."

Gli astronomi pensano che sia improbabile che questi giganti esotici si siano formati dove li stiamo ora trovando, poichè le condizioni così vicine alla stella madre non sarebbero state adatte alla formazione iniziale di pianeti della dimensione di Giove. Invece si pensa che si siano formati molto più lontani, come probabilmente è accaduto anche a Giove, e si siano poi mossi verso la stella madre. Quelli che all'inizio erano pianeti molto freddi e distanti ora sono molto più caldi. Rimane dunque la domanda: cosa li ha fatti migrare verso l'interno del sistema, verso la stella?

Vengono proposte alcune risposte a questa domanda, ma gli autori concludono che è più probabilmente il risultato di incontri ravvicinati con stelle vicine, o anche con i pianeti dei sistemi planetari vicini, e che l'ambiente circostante un sistema solare potrebbe avere un'influenza notevole sualla sua evoluzione.

In ammassi come Messier 67, in cui le stelle sono molto più vicine tra loro della media, questi incontri sarebbero molto più comuni, il che spiegherebbe il grande numero di pianeti "Giove caldo" trovati qui.

Luca Pasquini dell'ESO, coautore e guida del gruppo insieme a Roberto Saglia, riflette sulla recente storia dello studio del pianeti negli ammassi: "Non era stato trovato nessun "Giove caldo" negli ammassi aperti fino a pochi anni fa. In tre anni il paradigma si è spostato da una completa assenza di questi pianeti a un eccesso!".

Note

[1] Si è scoperto che alcune delle stelle del campione originale di 88 sono stelle binarie, o per altri motivi non sono adeguate allo studio. Questo articolo si concentra sul sottogruppo formato da 66 stelle.

[2] Anche se l'ammasso Messier 67 è ancora legato, l'ammasso che potrebbe aver circondato il Sole nella sua infanzia si è dissipato molto tempo fa, lasciando il Sole da solo.

[3] Sono stati usati anche spettri ottenuti dallo spettrografo ad alta risoluzione installato sul telesocpio Hobby-Eberly in Texas, USA e dello spettrografo SOPHIE dell'Observatoire de Haute Provence, in Francia.

[4] Il primo esopianeta trovato intorno a una stella simile al Sole, 51 Pegasi b, era un "Giove caldo". È stata una sopresa all'epoca, poichè molti astronomi davano per scontato che gli altri sistemi planetari sarebbero stati come il Sistema Solare, con i pianeti più massicci lontani dalla stella madre.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo “Search for giant planets in M67 III: excess of Hot Jupiters in dense open clusters”, di A. Brucalassi et al., che verrà pubblicato dalla rivista Astronomy & Astrophysics.

L'equipe è composta da: A. Brucalassi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germania; University Observatory Munich, Germania), L. Pasquini (ESO, Garching, Germania), R. Saglia (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germania; University Observatory Munich, Germania), M.T. Ruiz (Universidad de Chile, Santiago, Cile), P. Bonifacio (GEPI, Observatoire de Paris, CNRS, Univ. Paris Diderot, Meudon, Francia), I. Leão (ESO, Garching, Germania; Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasile), B.L. Canto Martins (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasile), J.R. de Medeiros (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasile), L. R. Bedin (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italia) , K. Biazzo (INAF-Osservatorio Astronomico di Catania, Catania, Italia), C. Melo (ESO, Santiago, Cile), C. Lovis (Observatoire de Geneve, Sauverny, Svizzera) e S. Randich (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italia).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Links

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1621.