Il telescopio Hubble trova uno strano pianeta

Un pianeta in un’orbita improbabile attorno a una stella doppia a 336 anni luce di distanza dal sistema solare può offrire un indizio su un mistero molto più vicino a casa nostra: un ipotetico corpo distante nel nostro sistema solare soprannominato “Pianeta Nove”.
Per la prima volta gli astronomi sono stati in grado di misurare il movimento di un pianeta simile a Giove che orbita molto lontano dalle sue stelle ospiti e dal disco di detriti. Questo disco è simile alla Cintura di Kuiper che è composta da piccoli corpi ghiacciati oltre l’orbita di Nettuno. Nel nostro sistema solare, un ipotetico Pianeta Nove si troverebbe molto al di fuori della fascia di Kuiper su un’orbita altrettanto particolare. Anche se la ricerca del pianeta nove continua, la scoperta di questo esopianeta è la prova che tali orbite sono possibili.
“Questo sistema traccia un confronto potenzialmente unico con il nostro sistema solare”, ha spiegato l’autore principale dell’articolo, Meiji Nguyen dell’Università della California, Berkeley. “È ampiamente separato dalle sue stelle ospitanti su un’orbita eccentrica e altamente disallineata, proprio come la previsione per il Pianeta Nove. Questo solleva la questione di come questi pianeti si siano formati ed evoluti per finire nella loro configurazione attuale”.
Il sistema in cui orbita questo gigante gassoso ha solo 15 milioni di anni. Ciò suggerisce che il nostro Pianeta Nove – se esiste – potrebbe essersi formato nelle prime fasi dell’evoluzione del sistema solare.
L’esopianeta è 11 volte più massiccio di Giove ed è stato chiamato HD 106906 b è stato scoperto nel 2013 grazie  ai telescopi Magellan presso l’Osservatorio di Las Campanas nel deserto di Atacama in Cile. Tuttavia, gli astronomi non sapevano nulla dell’orbita dell’esopianeta. Per studiare l’orbita serviva qualcosa che solo il Telescopio Spaziale Hubble poteva fare: raccogliere misurazioni molto accurate del movimento di HD 106906 b in 14 anni con una precisione straordinaria. Il team ha utilizzato i dati dell’archivio Hubble che hanno fornito prove del movimento.
L’esopianeta orbita estremamente lontano dalla sua coppia di stelle giovani e luminose, a più di 730 Unità Astronomiche (UA). (Una  UA è pari alla distanza della Terra dal Sole, 150 milioni di Km). Questa ampia separazione ha reso enormemente difficile determinare l’orbita che il gigantesco esopianeta percorre in 15.000 anni. L’esopianeta si sta muovendo molto lentamente lungo la sua orbita, data la debole attrazione gravitazionale delle sue stelle madri molto distanti.
Il team di Hubble ha scoperto che HD 106906 b ha un’orbita estrema che è molto disallineata, allungata ed esterna al disco di detriti che circonda le stelle gemelle ospiti dell’esopianeta. Il disco di detriti stesso ha un aspetto molto insolito, forse a causa del rimorchiatore gravitazionale del gigante gassoso.
Come ha fatto l’esopianeta ad arrivare a un’orbita così distante e stranamente inclinata? La teoria prevalente è che si sia formato molto più vicino alle sue stelle, circa tre volte la distanza della Terra dal Sole. Ma il trascinamento all’interno del disco di gas del sistema ha causato il decadimento dell’orbita del pianeta, costringendolo a migrare verso la sua coppia di stelle ospiti. Gli effetti gravitazionali delle stelle gemelle lo hanno poi proiettato su un’orbita eccentrica che lo ha quasi scagliato fuori dal sistema e nel vuoto dello spazio interstellare. In seguito una stella di passaggio ha stabilizzato l’orbita dell’esopianeta e gli ha impedito di lasciare il suo sistema.
Utilizzando misurazioni precise della distanza e del movimento per mezzo del satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea, le stelle “candidate” di passaggio sono state identificate nel 2019 dai membri del team Robert De Rosa dell’European Southern Observatory di Santiago, Cile, e Paul Kalas dell’Università della California.
In uno studio pubblicato nel 2015, Kalas ha guidato un team che ha trovato prove circostanziali del comportamento del pianeta in fuga: il disco di detriti del sistema è fortemente asimmetrico, piuttosto che essere distribuito in maniera circolare. Un lato del disco è troncato rispetto al lato opposto.
“L’idea è che ogni volta che il pianeta si avvicina più vicino alla stella binaria, si agita il materiale nel disco”, spiega De Rosa. “Quindi ogni volta che il pianeta passa, tronca il disco e lo spinge su un lato. Questo scenario è stato testato con simulazioni di questo sistema con il pianeta su un’orbita simile – questo era prima che sapessimo quale fosse l’orbita del pianeta era”.
“È come arrivare sulla scena di un incidente automobilistico e stai cercando di ricostruire quello che è successo”, ha spiegato Kalas. “Sono le stelle di passaggio che hanno perturbato il pianeta, poi il pianeta ha perturbato il disco? È il binario nel mezzo che prima ha perturbato il pianeta e poi ha perturbato il disco? O le stelle in transito hanno disturbato contemporaneamente il pianeta e il disco tempo? Questo è un lavoro investigativo di astronomia, raccogliere le prove di cui abbiamo bisogno per elaborare alcune trame plausibili su ciò che è accaduto qui”.
Questo scenario per la bizzarra orbita di HD 106906 b è in qualche modo simile a ciò che potrebbe aver causato l’allontanamento dell’ipotetico Pianeta Nove spingendolo ai confini esterni del nostro sistema solare, ben oltre l’orbita degli altri pianeti e oltre la cintura di Kuiper. Il pianeta nove potrebbe essersi formato nel sistema solare interno ed essere stato espulso dalle interazioni con Giove che molto probabilmente avrebbe lanciato il Pianeta Nove ben oltre Plutone. Il passaggio delle stelle potrebbe aver stabilizzato l’orbita del pianeta espulso spingendo il percorso dell’orbita lontano da Giove e dagli altri pianeti del sistema solare interno.
“È come se avessimo una macchina del tempo per il nostro sistema planetario che risale a 4,6 miliardi di anni per vedere cosa potrebbe essere successo quando il nostro giovane sistema solare era dinamicamente attivo e tutto veniva spinto e riorganizzato”, ha detto Kalas.
Ad oggi, gli astronomi hanno solo prove circostanziali per il pianeta nove. Hanno trovato un ammasso di piccoli corpi celesti oltre Nettuno che si muovono su orbite insolite rispetto al resto del sistema solare. Questa configurazione, dicono alcuni astronomi, suggerisce che questi oggetti siano stati guidati dall’attrazione gravitazionale di un enorme pianeta invisibile. Una teoria alternativa è che non esiste un pianeta perturbante gigante, e lo squilibrio è dovuto all’influenza gravitazionale combinata di più oggetti molto più piccoli. Un’altra teoria è che il pianeta Nove non esiste affatto e il raggruppamento dei corpi più piccoli potrebbe essere solo un’anomalia statistica.
Gli scienziati in futuro potranno utilizzare il Telescopio Spaziale James Webb della NASA per studiare HD 106906 b in dettaglio. Il Telescopio Spaziale Webb è in grado di osservare pianeti della massa di Saturno o più piccoli, potrebbe essere quindi in grado di rilevare altri esopianeti  espulsi da questo e da altri sistemi planetari.
Fonte: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-pins-down-weird-exoplanet-with-far-flung-orbit