Sub-Saturniano che sfida la formazione planetaria
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La scoperta tramite microlente gravitazionale di un esopianeta di 39 masse solari oltre la linea della neve implica una rivisitazione dei processi ritenuti basilari per la formazione dei gassosi


Fonte A. Bhattacharya et al. WFIRST Exoplanet Mass-measurement Method Finds a Planetary Mass of 39 ± 8 M ⊕ for OGLE-2012-BLG-0950Lb, The Astronomical Journal (2018)


Effetto di microlente gravitazionale. Crediti OGLE
Effetto di microlente gravitazionale. Crediti OGLE

Un pianeta con massa intermedia tra quella di Nettuno e Saturno oltre la linea della neve dovrebbe essere molto raro secondo i modelli di formazione planetaria correnti, ma OGLE-2012-BLG-0950b non lo sa e ci si è stanziato tranquillamente. 

La scoperta è stata portata a termine grazie alla Near-Infrared Camera (NIRC2) montata sul Keck II a Mauna Kea e alla Wide Field Camera 3 (WFC3) di Hubble Space Telescope e getterebbe un po' di ombre sui modelli di formazione planetaria, se non fosse che quasi in contemporanea un altro lavoro pubblicato sostiene come questi corpi di massa intermedia (sub-Saturniani si potrebbe dire) non sono poi così rari. 

OGLE-2012-BLG-0950Lb è stato scoperto nell'ambito dell' Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) con l'unico metodo sensibile a simili masse in orbite simil-gioviane, la microlente gravitazionale, una conseguenza della Relatività Generale che si concretizza con l'ampliamento della luce di un corpo celeste nei pressi di un oggetto come una stella : in questo caso la luce di una stella di background è stata amplificata dal pianeta. Osservazioni di follow up sono state quindi condotte tramite la camera NIRC2 del Keck giungendo a una massa stimata in 39 masse terrestri contro una stella la cui massa è di 0.58 masse solari. Il pianeta, con massa sub-Nettuniana, si trova oltre la linea della neve quindi.

I pianeti di questo tipo dovrebbero formarsi tramite acquisizione di massa nel nucleo fino a 10 masse terrestri sotto forma di ghiaccio e roccia. A questo punto inizia un più lento accrescimento di gas di idrogeno ed elio fino a doppiare la massa del nucleo. Quando il materiale circostante si esaurisce termina l'accrescimento. Secondo questa teoria, se il gas termina prima del "runaway accretion stops" quel che si ottiene un "Giove fallito" con massa tra 10 e 20 masse terrestri (come Nettuno). Un pianeta con 39 masse terrestri dovrebbe essere improbabile in questo scenario (runaway gas accretion theory) poiché pianeti simili dovrebbero continuare una rapida crescita che sfocia in un pianeta molto più grande, come Giove appunto. Uno scenario che, evidentemente, va rivisto.

Un confronto della distribuzione del tasso massa pianeta / massa stella risultante dalle osservazioni via microlensing con quanto previsto dalla core accretion theory, comunque, ha portato a risultati discordanti: la teoria prevede pianeti di taglia intermedia in misura dieci volte inferiore a quanto in realtà osservato quindi la formazione planetaria deve implicare processi che vanno oltre i modelli di accrescimento del nucleo oppure ambienti nettamente diversi in funzione della massa stellare. 

Il metodo di scoperta utilizzato è esattamente quanto sarà implementato in WFIRTS (Wide Field Infra-Red Survey Telescope), che sarà lanciato a metà anni Venti e che misurerà le masse dei pianeti scoperti via microlente gravitazionale.