Sistema Planetario Pazzesco Sorprende gli Astronomi


Upsilon Andromedae. Illustrazione : NASA,ESA e A. Feild(STScl), McDonald Observatory

Gli astronomi stanno scoprendo che non solo c'è un'enorme varietà di esopianeti, ma pure i sistemi plantari si formano nei modi davvero più disparati. "Non siamo sicuramente più nel Kansas" dice scherzando Barbara McDonald dell'Università di Texas, alla riunione a Miami in Florida, della American Astronomical Society. "La cosa più eccitante di questa scoperta è che questo nuovo sistema planetario che abbiamo scoperto è totalmente diverso dal nostro."

Uno sguardo da vicino del sistema Upsilon Andromedae con il Hubble Space Telescope insieme al Hobby-Eberly Telescope e altri grandi osservatori terrestri, mostrano un sistema davvero bizzarro, dove i pianeti sono fuori asse e hanno orbite altamente inclinate. Gli astronomi hanno anche trovato un ulteriore pianeta e un ulteriore stella(probabilmente si tratta di un sistema stellare binario).
Anche prendendo in considerazione l'orbita inclinata di Plutone, il nostro sistema solare è un oceano di calma se comparato ad Upsilon Andromedae.

mappa celeste con la posizione del sistema Upsilon Andromedae

McDonald spiega che queste nuove sorprendenti scoperte saranno di fondamentale importanza nello sviluppo di nuove teorie per spiegare come i sistemi multi-planetari nascono e si evolvono. Mostra inoltre quella che forse è la conseguenza di un evento molto violento che ha scardinato le orbite dei pianeti dopo la formazione del sistema planetario.
"Queste scoperte hanno come conseguenza il fatto che lo studio futuro dei sistemi esoplanetari saranno di gran lunga più complesso. Gli astronomi non possono più assumere che gli pianeti orbitino la loro stella in un piano singolo." ha spiegato Barbara McArthur dell'Università del Texas.

Upsilon Andromedae, simile come proprietà al nostro Sole, si trova a 44 anni luce di distanza. E un po più giovane e più massiccia e luminosa del Sole. Da poco più di un decennio, gli astronomi sanno che 3 pianeti gioviani orbitano questa stella.
Ma dopo oltre 1000 osservazioni combinate, McDonald insieme al suo team hanno scoperto gli indizi che puntano ad un quarto pianeta, e, a delle orbite dei pianeti già conosciuti, come altamente inclinate. Sono stati inoltre in grado di determinare l'esatta massa di 2 dei 3 esopianeti precedentemente conosciuti, Upsilon Andromedae c e d. Molto più sorprendente tuttavia è il fatto che non tutti i pianeti orbitano la stella sullo stesso piano. Le orbite dei pianeti c e d sono inclinate di 30 gradi l'una rispetto all'altra.
Questa è la prima volta che l'inclinazione mutuale di due pianeti orbitanti un altra stella è stata misurata.

"Molto probabilmente Upsilon Andromedae ha subito i stessi processi di formazione del nostro stesso sistema solare, le differenze probabilmente soo da cercare nella più tarda formazione che ha fatto divergere le evoluzioni delle orbite." ha spiegato McArthur." Fino ad ora, la premessa della formazione di un sistema planetario, era che i pianeti si formano su un disco di accrescimento e rimangono relativamente sullo stesso piano del disco di formazione, come nel nostro sistema solare, ma adesso abbiamo misurato un angolo davvero significante tra questi pianeti che indica che la nostra premessa non è sempre vera."

Fino ad ora, il sapere convenzionale era quello che una grande nube di gas collassa per formare una stella, ed i pianeti sono un naturale sottoprodotto del materiale che rimane dopo la formazione della stella, e si accumula in un disco orbitante. Nel nostro sistema solare, ci sono alcuni fossili di quel evento. Si tratta dei pianeti nani come Plutone,Eris, Sedna, tutti con orbite molto inclinate, anche se per motivi diversi, perché c'entra l'attrazione gravitazionale di Nettuno, e comunque non sono, come nel caso di questi nuovi pianeti, molto interni nel campo gravitazionale del Sole.

Quindi cosa ha scardinato il sistema Upsilon Andromedae ?
"Una delle possibilità è l'interazione avvenuta durante l'interna migrazione dei pianeti, un altra invece riguarda l'eiezione di altri pianeti dal sistema dopo un complesso gioco di "biliardo", e infine c'è anche la possibilità che la colpevole sia la stella compagna Upsilon Andromedae B,una nana rossa molto meno massiccia e pallida del Sole." ha spiegato McArthur.

paragone tra il nostro sistema solare e Upsilon Andromedae

"Non abbiamo alcuna idea di quale sia la sua orbita," ha spiegato Fritz Benedict,membro del team."Potrebbe essere molto eccentrica. Forse in maniera ciclica viene molto vicino. Potrebbe essere un ciclo di 10.000 anni". Un passaggio cosi vicino della stella secondaria potrebbe perturbare gravitazionalmente le orbite dei pianeti.

I due diversi tipi di dati combinati in questa ricerca sono stati l'astrometria usata da Hubble e l'esame di velocità radiale usato dai telescopi terrestri.

L'Astrometria consiste nella misurazione della posizione e dei movimenti dei corpi celesti. Il gruppo di McArthur ha usato uno dei sensori FGS(Fine Guidance Sensor) presenti sul telescopio Hubble,per questo lavoro. Gli FGS sono cosi precisi che riescono a misurare la larghezza di una moneta presente a Parigi, da Mosca. Ed è stata questa precisione che hanno usato per tracciare il moto della stella nel cielo causato dai sui pianeti.

La Velocità Radiale fa misurazioni del moto della stella nel cielo con punto di riferimento la Terra(quindi il movimento di una stella,da e verso la Terra). Queste misurazioni sono state fatte lungo un periodo di 14 anni usando telescopi terrestri, inclusi due dei telescopi del McDonald Observatory, ed altri dell'Osservatorio Lick, del Haute-Provence e Whipple. La velocità radiale fornisce una lunga serie di osservazioni fondamentali, che hanno permesso le osservazioni più corte ma più precise del Hubble, con cui sono state definite meglio le orbite.

Il fatto che il team ha determinato le inclinazione orbitali dei pianeti c e d ha permesso loro di calcolare l'esatta massa dei due pianeti. In base alle nuove informazioni, la nostra attuale idea riguardo alla massa di questi due pianeti è sbagliata. Le masse minime previste precedentemente per i pianeti,usando i studi della velocità radiale, avevano previsto per il pianeta c una massa di 2 volte quella di Giove, mentre per il pianeta d, una massa di 4 volte Giove. Le nuove, esatte, masse scoperte con l'astrometria hanno trovato una massa di 14 volte Giove per il pianeta c, e di 10 volte Giove per il pianeta d.

"I dati del Hubble mostrano che quello che sapevamo grazie alla velocità radiale non era proprio vero" spiega Benedict."
Per quanto riguarda il quarto pianeta, si trova cosi lontano che il suo segnale non rivela alcuna curvatura della sua orbita ancora.

Le informazioni di 14 anni di osservazioni tramite lo studio della velocità radiale,compilate dal team hanno scoperto indizi riguardo a questo quarto pianeta,ma si tratta di soltanto indizi, data la sua lontananza. Un altro pezzo mancante del puzzle è l'inclinazione del pianeta più interno, il pianeta b, che però richiederebbe un astrometria 1000 volte più grande e precisa di quella che usa il telescopio spaziale Hubble.Un obiettivo degno di una futura missione ottimizzata per gli studi interferometrici.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/17/

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