Giovani pianeti gassosi giganti, ideato un nuovo metodo per scoprirli

Rappresentazione artistica di un pianeta gigante gassoso (credito: (credito: 101125 Gas Giant by avmorgan on DeviantArt, CC BY-SA 3.0, cropped)

I ricercatori hanno sviluppato una nuova tecnica per scoprire e osservare i pianeti molto giovani e molto grandi.
Scoprire i giovani pianeti nella fase della formazione è importante per capire come si formano i pianeti e come costruiscono le loro atmosfere. Il nuovo metodo prevede l’imaging di piccoli cambiamenti nella velocità del gas monossido di carbonio attorno alla stella HD 163296, a circa 330 anni luce dalla Terra.

Osservando questi cambiamenti di velocità del gas, i ricercatori sono stati in grado di inferire la presenza di due protopianeti delle dimensioni di Giove in orbita attorno alla stella.
“Ancora non capiamo veramente come si formano i pianeti, quindi catturarli in questo primo stadio ed essere in grado di vedere quali sono i meccanismi reali che producono questi pianeti giganti sarà davvero di aiuto”, dice Richard Teague, un ricercatore post-dottorato nel dipartimento di astronomia all’Università del Michigan. “E se vogliamo sapere da dove provengono le atmosfere planetarie e quali materiali esistono in loro, dobbiamo sapere quando e dove questi pianeti si formeranno nel disco”.

Più di un decennio fa, gli astronomi hanno scoperto i primi pianeti attorno ad altre stelle fissando una stella e osservandone l’eventuale oscillazione causata dall’influenza della forza gravitazionale di un pianeta in orbita. Questa tecnica si basa sull’effetto Doppler della luce che allunga l’onda luminosa mentre la stella si allontana da noi nella sua oscillazione e stringe l’onda mentre si muove verso di noi. La forza del movimento rivela la presenza di un pianeta nascosto.

I giganti gassosi nascono da un disco pieno di gas idrogeno, tracce di composti come il monossido di carbonio e il particolato sottile chiamato polvere, che è più piccolo di un singolo granello di sabbia. Mentre la giovane stella è ancora circondata da un disco gassoso in cui sono incorporati i pianeti di formazione, gli astronomi non possono utilizzare questi metodi di rilevamento. Inoltre, queste giovani stelle si stanno ancora formando e hanno numerose macchie sulla loro superficie, che possono nascondere la presenza della oscillazione.

Invece, gli astronomi hanno in genere rilevato questi pianeti osservando gli anelli ricavati dal gas e dalla polvere del disco protoplanetario. Ciò consente ai ricercatori di fare affidamento sull’interazione del pianeta con il suo disco piuttosto che sul pianeta con la sua stella. Quindi, cercano il tipo di massa planetaria di cui si avrebbe bisogno per formare questi anelli.

“Il problema con questo metodo è che ci sono molte incertezze, relative a ciò che possiamo osservare per quanto manca materiale”, afferma Teague. “Quindi quando osserviamo la polvere, dobbiamo ridimensionare la quantità di gas che pensiamo debba invece esserci. Questo ha molte incertezze che portano a un’incertezza molto grande sulla massa calcolata del pianeta.”

Teague iniziò a indagare su ciò che poteva imparare da come i pianeti si formano e come influenzano il gas attraverso cui passano, usando il principio dell’effetto Doppler. Quando un pianeta si muove attraverso il disco, il pianeta disturba il gas. Il pianeta fa ruotare il gas attorno alla stella con una velocità leggermente diversa da quella che ci si aspetterebbe, con il risultato che anelli di gas si muovono un po’ più velocemente e un po’ più lentamente.

Misurare queste diverse velocità locali fornisce ai ricercatori una misura molto precisa del pianeta che sposta il gas, afferma il coautore Edwin Bergin, presidente del dipartimento di astronomia. Il metodo di Teague è così preciso da poter rilevare le perturbazioni nel gas su una scala di pochi metri al secondo a una distanza di 330 anni luce.

Il testo di questo articolo, in parte modificato, è stato tradotto in italiano dal testo pubblicato qui da Morgan Sherburne-Michigan sotto licenza Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0 ed è dunque disponibile secondo la stessa licenza.

Fonti e approfondimenti



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