Gli esopianeti super leggeri potrebbero essere più strani di quanto immaginato

La nostra galassia, la Via Lattea, ospita potenzialmente miliardi di esopianeti e ne abbiamo già individuati diverse migliaia. Gli astronomi hanno scoperto pianeti di ogni tipo, giganti gassosi, esopianeti più piccoli e rocciosi e oggetti che non esistono nel nostro sistema solare. Questi ultimi sembrano essere dei pianeti paragonabili ai giganti gassosi ma molto meno densi e sono stati soprannominati esopianeti puff o superleggeri.
Questi oggetti sono un enigma spaziale che ha messo a dura prova le teorie formulate per spiegarne l’esistenza, in quanto a parità di dimensioni, alcuni di essi presentano una massa pari a l’uno percento rispetto alla massa di un gigante gassoso. Oggi però qualcosa sembra suggerire una risposta agli astronomi:
E se questi strani esomondi fossero dei piccoli pianeti circondati da giganteschi anelli?
Un pianeta roccioso, di piccole dimensioni, circondato da grandi anelli potrebbe spiegare alcune caratteristiche di questi oggetti superleggeri rivelando una caratteristica ancora non osservata negli esopianeti: gli anelli.
“In linea di principio, gli anelli dovrebbero essere rilevabili da modifiche fotometriche o spettroscopiche osservando i transiti. La difficoltà è che tali segnali sono difficili da estrapolare nei dati attuali“, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo. “C’è chiaramente ancora molto che non sappiamo sugli anelli degli esopianeti“.
Uno dei metodi per rilevare gli esopianeti è il metodo del transito. Se un esopianeta passando davanti alla sua stella occulta una piccola parte della sua luce producendo un avvallamento nel segnale ricevuto e se questi avvallamenti hanno la medesima profondità e durata si può essere sicuri della presenza in orbita di un pianeta extrasolare.
La quantità di luce mancante può essere utilizzata per calcolare la dimensione fisica dell’esopianeta.
Esiste un secondo metodo che viene usato per calcolare la massa di un esomondo, questo metodo sfrutta l’attrazione gravitazionale dei pianeti mentre orbitano attorno alla loro stella madre. Questo fa oscillare di pochissimo la stella e queste piccole oscillazioni possono essere misurate per determinare la massa del pianeta che la provoca.
Quando si determina il passaggio di un esomondo ultraleggero le misurazioni e i calcoli restituiscono una dimensione sproporzionata rispetto alla massa calcolata in base all’oscillazione della stella madre. Questo ha indotto gli astronomo Anthony Piro della Carnegie Institution for Science e Shreyas Vissapragada del Caltech a chiedersi quali oggetti potrebbero avere dimensioni così grandi, ma una densità così insignificante. Questa idea li ha portati a considerare gli anelli planetari.
“Abbiamo iniziato a pensare, se questi pianeti non fossero affatto leggeri come lo zucchero filato“, ha detto Piro. “E se i pianeti puff sembrano così grandi perché in realtà sono circondati da anelli?”
I giganti gassosi del sistema solare, Giove, Saturno, Nettuno e Urano presentano anelli ma solo quelli di Saturno sono di dimensioni rilevanti e visibili anche con piccoli telescopi.
Se molti pianeti del Sistema Solare presentano anelli, è chiaro che anche molti esopianeti potrebbero averli. Calcolando la presenza degli esopianeti da distanze immense, la gran parte delle volte non possiamo vederli direttamente e rilevare la presenza degli anelli è praticamente impossibile. O forse no?
Vissapragada spiega: “Abbiamo iniziato a chiederci, se un astronomo alieno dovesse osservare il sistema solare da un mondo lontano, riconoscerebbe Saturno come un pianeta inanellato o vedrebbe un pianeta superleggero?”. Per capire se la presenza degli anelli potesse fornire una spiegazione alla dimensione dei pianeti ultraleggeri i due astronomi hanno creato dei modelli che hanno dato una risposta positiva solo in alcuni casi.
“Questi pianeti tendono ad orbitare in prossimità delle loro stelle ospiti, il che significa che gli anelli dovrebbero essere rocciosi, piuttosto che formati da ghiaccio“, ha detto Piro. “Ma i raggi dell’anello roccioso possono essere solo così grandi, a meno che la roccia non sia molto porosa, quindi non tutti i super-leggeri si adattano a questi vincoli“.
Esopianeti dotati di anelli dovrebbero essere fortemente schiacciati, un po’ come Saturno che presenta questa caratteristica molto marcata a causa della sua elevata velocità di rotazione attorno al proprio asse. Esopianeti bloccati in modo ordinato sulla loro stella madre presentano una rotazione pari a quella del periodo orbitale ruotando troppo lentamente per subire una deformazione simile.
Dati questi vincoli, tre esopianeti in particolare sono da considerarsi buoni candidati per possedere gli anelli: Kepler 87c e Kepler 117c entrambi più grandi di Nettuno, ma con masse molto basse di appena 6,4 e 7,5 volte superiori a quelle della Terra.
Il terzo, HIP 41378f è stato annunciato mentre Piro e Vissapragada stavano finendo il loro studio trovandolo “particolarmente eccitante” nel contesto delle loro scoperte, dato che soddisfa perfettamente tutti i loro vincoli. In effetti, il documento che annunciava la scoperta menzionava persino gli anelli come un potenziale modo di spiegare le strane proprietà dell’esopianeta.
I nostri strumenti attuali non sono abbastanza potenti per vedere gli anelli, ma il team ritiene che il telescopio spaziale James Webb, che verrà lanciato il prossimo anno, sarà all’altezza del compito. Sperano che osservazioni più dettagliate aiuteranno a capire il mistero di almeno alcuni super-leggeri – e infine ci riveleranno in dettaglio i gloriosi anelli degli esopianeti.
“La conferma della presenza di anelli rocciosi in alcuni casi non sarebbe solo una straordinaria nuova scoperta, ma fornirà anche importanti informazioni su questi pianeti“, hanno scritto nel loro articolo.
Fonte: https://www.sciencealert.com/the-puffiness-of-super-puff-planets-could-be-huge-rings