ANTICHISSIMO, VICINISSIMO E ....ADATTO ALLA VITA?

Un team internazionale di astronomi ha appena annunciato la scoperta di due nuovi pianeti in orbita attorno ad una delle stelle più vicine al Sole. La storia di questo sistema planetario è davvero avvincente.

Kapteyn's Star (HD 33793)

Cominciamo con l'astro di questo sistema, la famigerata Kapteyn's Star, una nana rossa scoperta dall'astronomo tedesco Jacobus Kapteyn verso la fine dell'Ottocento.

Vista dalla Terra questa stella possiede il moto proprio più elevato dopo la stella di Barnard ed è visibile attraverso strumenti amatoriali in direzione della costellazione australe del Pittore. Si tratta infatti della 25esima stella più vicina al Sole, a soli 12,76 anni luce da noi.

Moto proprio della stella

La stella appartiene all'alone galattico, che raggiunge agli estremi della sua orbita particolarmente ellittica. Proprio quest'ultima condizione l'ha fatta associare all'ammasso globulare (?) di Omega Centauri, distante 16000 anni luce e probabilmente costituito dall'antichissimo nucleo di una piccola galassia fusasi con la nostra e composto da centinaia di migliaia di antichi soli (11,5 miliardi di anni).

Gli astronomi avevano già notato alcune irregolarità nei dati acquisiti fino a quel momento, decidendo quindi di indagare più a fondo su quella stella. I dati fino ad allora in possesso indicavano la possibile presenza di pianeti a corto periodo ( quindi molto vicini alla stella ), ma le ultime rilevazioni hanno identificato un segnale chiaro e distinto.

Il pianeta Kapteyn b, una superterra di 4,5 masse terrestri con un periodo di rivoluzione di 48 giorni ( 0.168 UA) , potrebbe addirittura ospitare l'acqua in forma liquida sulla sua superficie. 

Kapteyn c, con i suoi 121 giorni di rivoluzione ( 0,311 UA) ed una massa pari a 7 masse terrestri, è ritenuto troppo freddo per ospitare l'acqua in forma liquida.

Al momento sono note solamente tre proprietà dei pianeti: distanza dalla stella, massa approssimata e periodo orbitale. Si sospetta una risonanza orbitale 5:2 tra i due pianeti.

Si attende una caratterizzazione più accurata ed uno studio approfondito della loro atmosfera.
Intanto è affascinante soffermarsi su un punto: appartenendo all'associazione di Omega Centauri la Kapteyn's Star ed i suoi pianeti dovrebbero possedere un'età pari a circa 11.5 miliardi di anni, ovvero 2,5 volte l'età della Terra e l'85% dell'età dell'intero Universo. Se Kapteyn b risultasse effettivamente abitabile ( o abitato ) chissà che tipologie di forme di vita potremmo trovare su un pianeta che ha avuto quasi tutto il tempo dell'Universo per evolversi e far evolvere la vita.

CONTO ALLA ROVESCIA PER LA FINE DI DUE MONDI

Nonostante l'ormai elevato numero di pianeti extrasolari oggi noti, dopo la scoperta di un nuovo mondo il suo studio non termina con una banale annotazione sull'elenco...anzi, il gioco deve ancora cominciare.
Per due mondi però la partita è già persa in partenza a causa della prossimità dei due alla loro irrequieta stella.
La stella in questione è Kepler-56, un astro in transizione dalla condizione solare a quella di gigante rossa, distante 2800 anni luce in direzione costellazione del Cigno.
Naturalmente questo cambiamento strutturale da parte della stella comporta una rapida espansione degli strati superficiali verso l'esterno moltiplicando di svariate volte le sue dimensioni iniziali.
Attorno ad essa il telescopio orbitale Kepler ha scoperto 3 pianeti: Kepler-56b, Kepler-56c e Kepler-56d.
Il terzo, un gigante gassoso con un periodo orbitale pari a 3.3 anni terrestri, è talmente lontano da assicurarsi una lunga sopravvivenza. Ma che dire dei due pianeti più interni del sistema?
Il più vicino, il pianeta b  (superterra), orbita attorno alla sua stella in 10.5 giorni ed il suo compagno, il pianeta c (nettuniano), in 21.4 giorni. Questo brevissimo anno ha come conseguenza l'estrema vicinanza dei due mondi alla stella, tanto che entrambe le orbite sarebbero all'interno dell'orbita tracciata dal nostro Mercurio. Un fatto non positivo se la stella attorno a cui si orbita è in rapida espansione.
Prima di parlare del loro fato è interessante soffermarsi su un'altra peculiarità che contraddistingue questo sistema nella sua totalità: l'inclinazione del  piano orbitale dei tre pianeti. Questa scoperta risultò del tutto inaspettata in quanto il sistema planetario si formò dalla stessa nube primordiale della stella e dunque le orbite planetarie avrebbero dovuto essere complanari tra loro e rispetto all'equatore stellare. Dai calcoli effettuati risultò invece una rispettiva inclinazione di 79.64° per il pianeta b, 81.93° per il pianeta c e circa 55° per il pianeta d.
Quanto detto finora non è una novità, succede ogni volta che una stella di tipo solare raggiunge la fase successiva di gigante rossa ed anche tra i pianeti extrasolari oggi noti abbiamo degli esempi. La vera novità è che per la prima volta al mondo è stata calcolata la 'data di morte' di questi due pianeti, ovvero il tempo che gli rimane da 'vivere'. Kepler-56b sarà ancora tra noi per 130 milioni di anni mentre Kepler-56c per poco di più, 155 milioni di anni. A noi sembra tanto tempo, ma in termini planetari e cosmologici è un battito di ciglia.

L'espansione della stella, già quadruplicatasi, ingloberà le orbite dei due pianeti non prima di averli 'maltrattati' per qualche milione di anni. Prima di essere fagocitati i due pianeti subiranno intense onde di marea generate dall'espansione stellare e la progressiva evaporazione della loro atmosfera. In quest'ultimo periodo si comporteranno in maniera molto simile alle comete al periastro: durante la rivoluzione lungo la sua orbita il pianeta perderà la sua atmosfera in evaporazione dietro di sè analogamente ad una cometa. Ma non finisce qui: oltre alla perdita dell'atmosfera, la superficie raggiungerà temperature di migliaia di gradi centigradi, liquefacendosi. Prima della distruzione totale causata dall'inclusione nella stella, il pianeta, da sferico, assumerà una forma ellissoidale sempre più accentuata a causa dell'intensa attrazione gravitazionale della stella ormai prossima.

KEPLER-10c : IL PIU' GRANDE DELLA SUA CLASSE

Quello di cui parleremo oggi è un altro record legato 

ad una tipologia di pianeti extrasolari estremamente ricercati e studiati dagli astronomi: i pianeti terrestri. Si tratta di pianeti rocciosi simili per dimensioni, massa e composizione alla nostra Terra. 

Il detentore del record è Kepler-10c, un pianeta che ha rimesso in discussione questa semplicistica definizione.
Lo spettrometro HARPS-N (il più sofisticato al mondo) indaga le stelle e gli esopianeti presenti nella stessa porzione di cielo osservata dalla celeberrima sonda Kepler, cercando di caratterizzare al meglio delle possibilità i pianeti extrasolari oggi noti. 

Continui ed approfonditi studi su Kepler-10c hanno permesso allo spettrometro di ridefinire le proprietà del pianeta, lasciando sconcertata la comunità astronomica. 

Scoperto il 23 maggio 2011 dalla sonda Kepler ed orbitante a circa 560 a.l. attorno ad una stella della costellazione del Drago, il pianeta venne descritto come roccioso e di dimensioni pari a 2,3 volte quelle della nostra Terra, rientrando a pieno titolo nella categoria delle Superterre. 

I nuovi studi hanno permesso di affermare che il pianeta presenta una densità (7.1± 0.1 g/cm3) ed una composizione analoga a quella terrestre. Quello che però stupisce e rende unico questo mondo è la massa: il pianeta pesa ben 17 masse terrestri!
Gli astronomi non ritenevano possibile la formazione di pianeti rocciosi di tale massa: gli unici pianeti noti così massivi rientravano nella categoria dei pianeti nettunani.
Kepler-10c orbita in 45 giorni e 8 ore (0,24 UA) attorno ad una stella di tipo solare estremamente vecchia: ben 11 miliardi di anni ( contro i 5 del nostro Sole). Ciò significa che la stella ed il suo sistema planetario si sono formati quando l'universo possedeva solo 3 miliardi di anni. Questo dato rimette in discussione tutte le conoscenze legate alle stelle di quel giovane universo, la prima generazione di stelle in assoluto. Fino ad oggi si riteneva che un universo così giovane possedesse in massima parte solo idrogeno, elio e pochi elementi più pesanti, ma questa visione deve essere ridiscussa in quanto evidentemente possedeva già tutti gli elementi complessi che permisero la formazione di un pianeta analogo (per composizione) alla Terra. In altre parole, la prima generazione di stelle presenti nell'universo aveva già abbondantemente prodotto quegli elementi dopo soli 3 miliardi di anni dal Big Bang .
Un'altra prova a favore della composizione rocciosa del pianeta è la combinazione dell'età e della temperatura superficiale del pianeta. La 'data di nascita' è settata a 11 miliardi di anni fa e la temperatura si aggira attorno ai 584 K ( 311°C ): un pianeta così vecchio e così caldo non riuscirebbe a mantenere in alcun modo conosciuto un'atmosfera di idrogeno ed elio, facendo tramontare l'ipotesi di un pianeta gassoso.

All'interno del sistema planetario della stella Kepler-10, oltre al super-pianeta, l'omonimo telescopio aveva già scoperto un mondo incandescente di 3 masse terrestri che rivoluzionava attorno alla sua stella in sole 20 ore.
In un colpo solo questo pianeta ha rimesso in discussione la teoria sulla formazione dei pianeti terrestri, quelle riguardanti il periodo di formazione dei primi sistemi planetari nell'universo ed infine quella che cerca di studiare la prima generazione di stelle. Non meno importante è il suo contributo nell'aver ampliato la lista delle tipologie di pianeti adatti alla ricerca della vita: non bisognerà più escludere a priori un pianeta di tale massa da queste ricerche ( non prima di averne accertato la rocciosità e la sua collocazione all'interno della zona di abitabilità).

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