24 luglio 2017

Un nuovo conteggio dei pianeti erranti

I pianeti di tipo gioviano che hanno perso il legame con la propria stella e che ora vagano nello spazio sono appena un quarto delle stelle più comuni: lo ha stabilito un nuovo censimento, riducendo di quasi 10 volte la stima precedente(red)

Li chiamano pianeti erranti o pianeti orfani, o con una dizione più asciutta e scientifica, pianeti interstellari: hanno infatti perso il legame gravitazionale con la propria stella, e ora vagano nello spazio.

Non si tratta di fenomeni rari: la teoria della formazione planetaria prevede infatti la possibilità che un pianeta dotato di una massa compresa tra meno di una massa terrestre e diverse volte la massa terrestre possa essere proiettato lontano dalla propria stella.

Ora però si sa che non sono comuni. Un nuovo studio pubblicato su “Nature” da Przemek Mróz dell’Osservatorio universitario di Varsavia, in Polonia, ha concluso che sono probabilmente 10 volte meno comuni di quanto stimato finora, aggiungendo un altro tassello al complesso mosaico di informazioni disponibili su questi misteriosi oggetti.

Un nuovo conteggio dei pianeti erranti
Rappresentazione artistica dell’effetto di microlente gravitazionale prodotto da un pianeta interstellare (Credit: J. Skowron / Warsaw University Observatory)

La ricerca di pianeti interstellari sfrutta la tecnica di microlente gravitazionale, basata su un fenomeno astrofisico previsto dalla teoria generale della relatività che descrive le interazioni gravitazionali tra i corpi dotati di massa.

In questa teoria, lo spazio e il tempo sono concepiti come un unicum quadrimensionale, lo spazio-tempo. Ogni massa dell’universo deforma lo spazio-tempo intorno a sé, come farebbe una palla da bowling posata al centro di un lenzuolo fissato ai quattro angoli. Ciò rende conto del fatto che una seconda massa più piccola, per esempio una palla da biliardo, posata sullo stesso lenzuolo, cadrebbe nella depressione creata dalla più grande, cioè verrebbe attratta da essa.

Fin qui il modello einsteiniano della gravitazione si limita a essere una rielaborazione in termini più generali della teoria della gravitazione classica di Newton. La teoria relativistica però va anche molto oltre, fino a prevedere effetti

gravitazionali fino a quel momento neppure immaginati: il primo fra tutti è la deformazione del tessuto dello spazio-tempo prodotta dalle masse fa anche deviare i raggi di luce che si trovino a transitare nelle sue vicinanze.

Questo fenomeno fisico ha effetti molto spettacolari nelle osservazioni astronomiche, perché le grandi masse, come le galassie o gli ammassi di galassie, deviando la luce che proviene dal cosmo profondo, si comportano come lenti ottiche, producendo immagini moltiplicate di sorgenti lontane.

Quando però la massa in primo piano è relativamente piccola, la moltiplicazione dell’immagine di sorgenti lontane è al di sotto della capacità risolutiva degli attuali strumenti di osservazione astronomica. In questo caso si parla di microlente gravitazionale: l’effetto della massa si fa sentire solo con lievi variazioni di luminosità apparente della sorgente lontana, e può essere sfruttato per rilevare la presenza di oggetti che emettono pochissima luce o non ne emettono affatto, come nane brune, stelle di neutroni, buchi neri e, appunto, pianeti.

Nel caso della ricerca dei pianeti interstellari, la tecnica di microlente gravitazionale è l’unica utilizzabile. Uno studio condotto in passato con questa metodologia su 474 eventi aveva concluso che i pianeti interstellari di dimensioni paragonabili a quella di Giove fossero in numero almeno doppio delle stelle della sequenza principale.

Mróz e colleghi hanno analizzato un campione di segnali di di microlente gravitazionale molto più esteso, corrispondente a circa 2600 di eventi, rilevati nell’ambito dell’Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE-IV) tra il 2010 e il 2015. L’analisi ha rivelato che non ci sono più di 0,25 pianeti di massa gioviana per stella nella sequenza principale – categoria che compende la maggior parte delle stelle, tra cui il Sole – quindi il loro numero è quasi 10 volte inferiore rispetto alla precedente stima.

Gli autori riferiscono di aver osservato anche eventi estremamente brevi che fanno ipotizzare l’esistenza di pianeti interplanetari di massa paragonabile a quella terrestre o di poco superiore, confermando la validità complessiva delll’impianto teorico sulla formazione dei pianeti erranti.

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