Esopianeti tra formazione di super-Terre e elementi chimici molto rari
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Due studi separati scoprono come le super-Terre possano migrare in orbite molto strette e rinvengono elementi chimici molto rari nell'atmosfera del caldissimo pianeta KELT-9b


Fonte "A Spectral Survey of an Ultra-Hot Jupiter. Detection of Metals in the Transmission Spectrum of KELT-9 b," H. J. Hoeijmakers, D. Ehrenreich, D. Kitzmann et al., 2019, to appear in Astronomy & Astrophysics.


Rappresentazione di un esopianeta
Rappresentazione di un esopianeta

Super-Terre che migrano verso la stella

Nel nostro Sistema Solare il pianeta più vicino al Sole è Mercurio, che è anche il più piccolo. Tra tutti gli esopianeti a oggi scoperti, tuttavia, la nostra configurazione è molto particolare visto che la fauna che si è offerta agli occhi di Kepler presenta situazioni molto diverse. Tra queste, esistono molti pianeti di tipo Super-Terra in orbite molto più strette rispetto a quella di Mercurio intorno al Sole, orbite che vengono completate nel periodo medio di dieci giorni appena.

I modelli di formazione planetaria a oggi noti ci dicono, però, che il disco protoplanetario di gas e polvere non arriva fino a queste distanze: dovrebbe esserci una zona circumstellare quasi del tutto priva di materiale adatto a formare pianeti, quindi si tende a pensare a una migrazione planetaria di corpi formati in zone più distanti. Un team della Penn State ha così mostrato come la gravitazione, l'idrodinamica e le forze magnetiche, oltre alle collisioni con la polvere, possano portare a una sincronia orbitale tra i pianeti in formazione e come questa sincronia possa far "scivolare" i pianeti verso orbite via via più interne dando vita ai sistemi planetari che vediamo oggi. Le simulazioni al computer mostrano come, nel tempo, i pianeti possano quindi andare in risonanza migrando all'unisono verso l'interno, con pianeti che possono quindi andare a occupare zone anche più interne rispetto al bordo del disco protoplanetario. Modelli simili spiegavano possibili migrazioni di giganti gassosi mentre unire tutte le turbolenze e le reciproche gravità di un disco protoplanetario e di tutti i pianeti creati estende il modello anche alle super-Terre. (Daniel Carrera et al, "Formation of short-period planets by disc migration, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" - 2019)

KELT-9b 

Ad oggi, l'esopianeta più caldo tra quelli noti è KELT-9b. Il suo spettro elettromagnetico , in estate 2018, ha evidenziato le righe del ferro gassoso e del titanio. Oggi a queste righe si sono unite quelle dei gas di sodio, magnesio, cromo, scandio e ittrio, metallo molto raro sulla Terra. Anche KELT-9 è un esopianeta "strano" per il nostro Sistema Solare: si trova a 650 anni luce da noi, in direzione della costellazione del Cigno, ed è un gioviano caldo che orbita intorno alla propria stella molto da vicino raggiungendo una temperatura atmosferica di circa 4000°C. A questa temperatura tutti gli elementi sono allo stato vaporizzato e le molecole sono spezzate nei loro atomi costituenti. L'atmosfera , quindi, non possiede nubi o aerosol ma cieli del tutto puliti. Questi atomi in atmosfera assorbono luce a precise frequenze lasciando quindi una firma unica nello spettro stellare, il che consente agli astronomi di conoscere la composizione chimica dei pianeti in transito sulla stella.

Tramite lo spettrografo HARPS-North a bordo del Telescopio Nazionale a La Palma sono stati quindi rinvenuti i segni di ferro e titanio, ma non solo. La ricerca ha incluso 73 atomi tra i quali alcuni sono molto rari sulla Terra, mentre cromo, scandio e ittrio sono rari anche in tutte le esoatmosfere studiate a oggi.