TRAPPIST-1, tra formazione e composizione
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Due studi paralleli mostrano la composizione dei pianeti del sistema di TRAPPIST-1 e il possibile processo di formazione dei sette pianeti che lo compongono


Fonte Phys.org


  Rappresentazione dei pianeti di TRAPPIST-1   A diversi mesi di distanza dalla scoperta del sistema planetario di TRAPPIST-1 continuano a fioccare le analisi dei dati. Dopo una revisione delle masse dei pianeti è la volta del processo di formazione del sistema planetario e della composizione dei pianeti stessi.  Dal punto di vista della formazione, infatti, molte cose risultano strane in base alle conoscenze che abbiamo. La prima teoria assunta come valida vede i pianeti formarsi nella zona in cui li vediamo oggi, mentre la seconda vede una migrazione dalle zone più esterne verso l'interno. Nel primo caso, però, il disco di detriti intorno alla stella dovrebbe essere stato inspiegabilmente denso per dar vita a sette pianeti rocciosi mentre nel secondo caso non si riesce a spiegare la formazione, verso l'esterno, di sette pianeti tutti di dimensione terrestre.    Un team di Amsterdam ha così elaborato un sistema di formazione differente, dove a migrare verso l'esterno non siano i pianeti già formati e completi ma i planetesimi o comunque corpi di piccole dimensioni e di natura ghiacciata. Questi corpi arrivano nei pressi della linea della neve (zona oltre la quale l'acqua ghiaccia) ricevendo una quantità addizionale di vapore acqueo che consente un aumento delle dimensioni, una reciproca attrazione e la formazione di un vero e proprio proto-pianeta. Questo, in seguito, continua ad avvicinarsi alla stella acquisendo massa e raggiungendo le dimensioni della Terra. La chiave di volta si ha proprio in presenza della linea della neve perché quanto finora visto per un pianeta si estende a catena agli altri. L'attraversamento della linea della neve, infatti, fa perdere acqua ghiacciata ai planetesimi, acqua che viene poi riutilizzata dagli altri planetesimi durante l'avvicinamento dalle zone più lontane. Questo processo, per TRAPPIST-1, si è ripetuto evidentemente per sette volte. E' la soluzione? Non proprio, visto che i modelli e le simulazioni vanno rivedute, affinate. Ma si tratta di un buon inizio.    Possibile che, contrariamente a quanto visto altrove, nel sistema di TRAPPIST-1 non siano presenti giganti gassosi? Non proprio: uno studio portato avanti dal Carnegie Institution for Science e pubblicato a Settembre 2017 su The Astronomical Journal tenta di rispondere alla domanda, analizzando il movimento della stella centrale in termini gravitazionali. Ne sono risultati dei limiti che un eventuale pianeta più esterno potrebbe avere: un tale pianeta non potrebbe avere massa superiore a 4.6 masse gioviane se posto in un'orbita di un anno terrestre mentre non potrebbe eccedere le 1.6 masse gioviane se posto in un'orbita di 5 anni. Sembrano periodi brevi ma in realtà, confrontati a quelli degli altri pianeti di TRAPPIST-1, sono molto lunghi. Il ritrovamento di un simile pianeta potrebbe tra l'altro indirizzare la corsa alla nascita dei giganti gassosi: una prima teoria vede questi pianeti trarre origine da nuclei rocciosi creatisi nel disco circumstellare mentre la teoria concorrente dell'instabilità del disco vede i gassosi nascere dalla frammentazione del disco che sta creando la stella. Scoprire un pianeta gassoso a una simile distanza potrebbe spezzare una lancia a favore della seconda teoria, che finora non considerava possibile la formazione di giganti gassosi intorno a nane rosse a causa della bassa massa in gioco.    E tutto questo sta dando per scontata la natura rocciosa dei pianeti e una densità simile alla nostra, tra l'altro.  Proprio sulla composizione dei pianeti stanno invece studiando alla University of Oklahoma, tramite simulazioni in grado di stabilizzare i pianeti. Tutti sembrano compatibili con una consistenza e composizione in stile-terrestre, tranne TRAPPIST-1f, la cui massa dovrebbe essere data per il 25% da acqua. I dati consentono di giungere alla densità tramite le stime di massa, deducibili dai piccoli ritardi o anticipi sui transiti legati alle reciproche gravità, e di diametro, deducibili dai cali di luce nei transiti. Dato il raggio di TRAPPIST-1f, una quantità di acqua del 25% è cosa rara e porta a una massa totale pari al 70% della massa terrestre pur con le stesse dimensioni del nostro pianeta. Lo studio è tutto da confermare, mentre ad Agosto 2017 un altro studio si concentra sull'età della stella e quindi del sistema planetario.     Quanti anni ha questa stella? Una stella evoluta creerebbe meno problemi in termini di flare e i pianeti avrebbero orbite più stabili, anche se d'altro lato i pianeti sarebbero sotto influenza della radiazione stellare da molto più tempo. La stima dell'età di TRAPPIST-1 è fissata tra 5.4 e 8.9 miliairdi di anni, qualcosa che parte da una età simile a quella solare e che arriva a doppiarla ma soprattutto una età decisamente maggiore rispetto ai 500 milioni di anni annunciati al momento della scoperta.  Quali sono le conseguenze di questo invecchiamento subitaneo per le condizioni di vita sul sistema planetario? Ovviamente non si può dire, visto che si parte da una situazione di quasi totale ignoranza e si sta aggiungendo un'altra stima del tutto aleatoria: i pianeti hanno subito miliardi di anni di flare potentissimi, il che potrebbe averli devastati, ma d'altro lato potrebbero aver trovato un loro equilibrio. La radiazione potrebbe aver strappato l'atmosfera, oppure i pianete potrebbero aver opposto un campo magnetico abbastanza forte da mantenere quanto basta a sviluppare forme di vita.  Hubble ha studiato il sistema di TRAPPIST alla ricerca di tracce di acqua. La radiazione ultravioletta produce la dissociazione del vapore acqueo atmosferico in idrogeno e ossigeno mentre livelli più alti di radiazione comportano la fuga dell'idrogeno dall'atmosfera stessa. Hubble può osservare questo gas in fuga e prenderlo come indicatore di vapore acqueo atmosferico: la quantità osservata di radiazione UV da parte di TRAPPIST-1 lascia pensare che i pianeti potrebbero aver perso grandi quantità di acqua nel corso del tempo, soprattutto quelli più interni, i pianeti b e c. Proprio questi pianeti potrebbero aver perso più di 20 oceani terrestri di acqua durante gli ultimi 8 miliardi di anni mentre in quantità minore l'effetto potrebbe aver riguardato i pianeti in zona abitabile e, f e g.  Rappresentazione di TRAPPIST-1 {{abitabilitatrappist}} {{trappiststime}} {{trappist1troppaacqua}} {{modellotrappist}}