Un team internazionale di astronomi – del quale fanno parte molti ricercatori italiani, tre dei quali astrofisici dell'INAF – ha scoperto che nell'ammasso stellare Messier 67 il numero di pianeti gioviani caldi è assai superiore al previsto. Un eccesso che desta sorpresa. Il risultato è stato ottenuto grazie a numerosi telescopi in particolare il 3.6m dell'ESO a La Silla, in Cile, e al nostro Telescopio Nazionale Galileo alle Canarie.
Lavorano in istituzioni del Cile, del Brasile ed europee gli astronomi che hanno trascorso anni a collezionare – sotto la guida di Luca Pasquini dell'ESO – misure d'alta precisione di 88 stelle dell'ammasso M67, un ammasso stellare aperto che ha più o meno la stessa età del Sole, e che presenta un ambiente denso simile a quello nel quale si ritiene possa essersi formato il Sistema solare. La squadra di astronomi – della quale fanno parte le ricercatrici e i ricercatori INAF Luigi Bedin dell'Osservatorio astronomico di Padova, Sofia Randich dell'Osservatorio astrofisico di Arcetri e Katia Biazzo dell'Osservatorio astrofisico di Catania – ha fatto uso, insieme ad altri strumenti, dello spettrografo HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) per cercare la firme di pianeti giganti intenti a percorrere orbite di breve periodo.
«Gli ammassi stellari sono un laboratorio ideale per esplorare le proprietà dei pianeti extrasolari e dove testare le teorie di formazione», dice Luigi Bedin. La speranza era quella di cogliere, in alcune delle stelle, un'oscillazione rivelatrice, provocata dalla presenza di un oggetto massiccio in orbita stretta, un tipo di pianeti noti come gioviani caldi (hot Jupiter). La firma di questi gioviani caldi è stata ora osservata in tre stelle dell'ammasso, insieme a indizi preliminari della presenza di molti altri pianeti.
Un gioviano caldo è un pianeta extrasolare gigante con una massa superiore a un terzo della massa di Giove. Sono detti "caldi" perché orbitano vicino alle loro stelle ospiti, come si deduce dal periodo orbitale (il loro "anno"), di durata inferiore a dieci giorni. Molto diversi, dunque, dal Giove del nostro Sistema solare, dove un anno dura circa 12 anni terrestri e la temperatura è assai più fredda di quanto non sia qui sulla Terra.
Dallo studio è emerso che i pianeti gioviani caldi sono più comuni intorno alle stelle di M67 rispetto a quanto avvenga per le stelle al di fuori dell'ammasso. «È un risultato davvero sorprendente», si meraviglia l'autrice dell'analisi e prima firma dello studio, Anna Brucalassi, del Max-Planck. «I nuovi risultati mostrano la presenza di pianeti gioviani caldi attorno a circa il 5 percento delle stelle di M67 che abbiamo osservato. Una percentuale assai più alta rispetto a quella trovata in studi analoghi su stelle al di fuori degli ammassi, dove il tasso si avvicina piuttosto all'1 percento».
Gli astronomi ritengono alquanto improbabile che questi giganti esotici possano essersi formati là dove li incontriamo ora: così in prossimità della stella madre, le condizioni non sarebbero state propizie, nelle fasi iniziali, per la formazione di pianeti simili a Giove. Piuttosto, si pensa che possano essersi formati a una distanza maggiore, come è verosimile che sia accaduto anche Giove, per poi spostarsi in seguito più vicino alla stella madre. In tal modo, quelli che un tempo erano pianeti giganti freddi e lontani sono oggi diventati decisamente più caldi. La domanda è: che cosa li ha indotti a migrare all'interno, verso la stella?
Molte le risposte possibili. Secondo gli autori dello studio, però, è assai probabile che si tratti dell'esito d'incontri ravvicinati con stelle nei paraggi, o anche con pianeti di sistemi solari limitrofi, e che l'ambiente immediatamente circostante un sistema solare possa avere un impatto significativo su come questo evolve. In un ammasso come M67, dove le stelle sono molto più vicine l'un l'altra rispetto alla media, tali incontri sarebbero assai più comuni, e questo spiegherebbe l'anomala quantità di gioviani caldi in esso rinvenuti.
«Fino a pochi anni fa, negli ammassi aperti non era mai stato individuato alcun pianeta gioviano caldo», osserva Luca Pasquini dell'ESO, fra i coautori dello studio, ripensando ai notevoli progressi compiuti di recente nello studio dei pianeti in ammassi. «Ora, in soli tre anni, il paradigma è passato da una totale assenza di tali pianeti a un loro eccesso!»
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