Mella nostra galassia sono presenti centinaia di miliardi di stelle, le più comuni sono le stelle nane rosse, potrebbero queste stelle ospitare pianeti giganteschi in orbita? Oppure per osservare un sistema dove a dominare in dimensioni è un pianeta dovremo cercare tra le nane bianche?
Le nane bianche sono i resti di stelle simili al Sole. Quando una stella smette di produrre energia attraverso la fusione, se non è troppo massiccia, perde il suo involucro esterno lasciandosi dietro un nucleo che viene chiamato nana bianca.
Questi cadaveri stellari sono grandi all’incirca quanto la Terra sono quindi molto più piccoli di un pianeta gigante come Giove o Saturno.
Tuttavia le nane bianche non sono vere e proprie stelle, sono ormai nuclei inattivi di stelle un tempo simili al nostro Sole.
Ma è possibile che esista un sistema solare dove un pianeta è più grande della sua stella ospite? La risposta è si, ma occorre distinguere.
Se una stella simile al Sole ha in orbita pianeti più grandi della Terra prima di spegnersi e perdere gli strati esterni, è possibile che alcuni sopravvivano alla catastrofe.
In quel caso avremo un sistema dove un pianeta è più grande della sua stella. Effettivamente abbiamo osservato un sistema come questo.
Ma come detto le nane bianche non sono stelle vere e proprie come il Sole, non più almeno. Quindi questo non è da considerarsi come un sistema solare vero e proprio dove un pianeta potrebbe essere più grande della sua stella ospite.
Per trovare un sistema simile dobbiamo cercare un altro tipo di stella che sia ancora tale, cioè che produca ancora energia attraverso i processi di fusione nucleare.
Le nane bianche come detto, non sono in grado di produrre energia, si raffreddano irradiando il calore nello spazio circostante fino a trasformarsi, dopo miliardi di anni in nuclei stellari spenti e freddi, le nane nere.
Il Sole sta ancora estraendo energia dalla fusione dell’idrogeno in elio che è attiva nel nucleo in maniera stabile, come ha fatto per oltre quattro miliardi di anni e come farà per altri 5 miliardi. Stelle come il nostro Sole sono chiamate stelle della sequenza principale.
Il Sole ha un diametro dieci volte quello di Giove che è il pianeta più grande tra quelli presenti nel sistema solare.
Tuttavia non possiamo sperare di osservare pianeti molto più grandi, aggiungere massa a un pianeta delle dimensioni di Giove lo renderebbe più piccolo, la massa extra lo farebbe contrarre, quindi, almeno per quanto riguarda il nostro sistema solare, nessun pianeta supererà in dimensioni il Sole.
Nane rosse un candidato ideale
Dobbiamo provare con sistemi stellari con stelle più piccole del Sole, le stelle nane rosse ad esempio. Le nane rosse sono stelle che a malapena riescono a innescare i processi di fusione nucleare e sono stelle molto piccole.
Recentemente sono state scoperte due stelle, le più piccole oggi conosciute. Uno si chiama EBLM J0555-57Ab e l’altra 2MASS J05233822-1403022.
Se le osservazioni sono corrette, entrambe sono a malapena in grado da fondere l’idrogeno nei loro nuclei: ci vogliono circa 0,077 volte la massa del Sole per farlo, o circa 75 volte la massa di Giove. Entrambe queste stelle sono appena oltre quel limite.
Quindi sono vere stelle, e non nane bianche. Entrambe sono più piccole di Giove, e EBLM J0555-57Ab ha le dimensioni di Saturno. Se avessero in orbita un pianeta gigante allora questo probabilmente sarebbe più grande della stella ospite.
In Teoria. In pratica un sistema del genere è sicuramente molto raro. Abbiamo osservato abbastanza esopianeti e abbiamo osservato molte tendenze in termini di dimensioni e massa.
Una cosa che si nota nei dati è che le nane rosse tendono a non avere giganti gassosi in orbita. Alcune ne hanno, ma di solito hanno pianeti più piccoli, simili alla Terra. TRAPPIST-1, che è una nana rossa ha sette pianeti delle dimensioni della Terra in orbita.
I giganti gassosi attorno alle nane rosse sono rari; forse una nana rossa su cento possiede un pianeta gigante gassoso in orbita.
E quel rapporto potrebbe peggiorare. Le stelle più piccole sono anche le più deboli, il che significa che sono estremamente difficili da trovare.
Ciò rende difficile scoprire eventuali pianeti in orbita Non sappiamo se queste stelle sono adatte ad ospitare pianeti giganti, forse i dischi protoplanetari da cui nascono non contengono materia sufficiente e possono solo formarsi pianeti piccoli e rocciosi.
Se la tendenza vista finora continua, è ancora meno probabile che queste stelle estremamente deboli abbiano pianeti giganti gassosi di quanto non lo sia per le nane rosse un po ‘più grandi.
Quindi è possibile che esista un tale sistema in cui un pianeta è più grande della stella, ma statisticamente questi sistemi sono molto rari.
Le nane rosse sono di gran lunga il tipo più comune di stella, costituendo qualcosa come il 70% di tutte le stelle presenti nella Via lattea. Quindi, anche se le nane rosse davvero piccole sono rare, ce ne sono ancora molti miliardi che potrebbero ospitare pianeti gassosi giganti.
Se la frazione di queste stelle che ha un gigante gassoso in orbita attorno a loro è piccola, ciò potrebbe ancora significare che esiste un discreto numero di questi sistemi particolari.
