Il millesimo pianeta scoperto al di fuori del nostro Sistema Solare è stato raggiunto. Il superamento si è avuto il 22 ottobre scorso dopo una ventina di anni di osservazioni e scoperte. Il superamento è stato registrato dalla nota Extrasolar Planet Encyclopedia, che ora elenca ben 1010 esopianeti confermati. In realtà, si è passati da 999 a 1010 candidati senza un gran rumore sul superamento di questo interessante traguardo.

Non tutti i cataloghi di esopianeti riportano lo stesso numero: tale valore dipende dal criterio con cui vengono conteggiati i pianeti. L’archivio, più recente, della NASA, il NASA Exoplanet Archive ne elenca 919. Tuttavia, oltre 3500 pianeti candidati sono in lista per la loro conferma o meno.

La scoperta di due pianeti attorno a PSR B1257+12 venne annunciata da Aleksander Wolszczan e Dale Frail nel 1992. È stato confermato nel 2008 che tale pulsar ha, in realtà, tre pianeti con masse pari a 0,02; 4,3 e 3,4 masse terrestri quasi sullo stesso piano orbitale e con periodi di circa 25, 67 e 98 giorni, rispettivamente.

In generale si ritiene che le pulsar si formino dalle esplosioni di supernova di stelle massicce alla fine della loro fase evolutiva. Perciò, è davvero sorprendente che esistano dei pianeti attorno a tali oggetti così estremi. Come descritto da Podsiadlowski in un articolo pubblicato nel 1993, lo scenario del pianeta nel sistema planetario PSR B1257+12 prima dell’esplosione della supernova e quindi prima che si venisse a formare la stella a neutroni, ha incontrato non pochi ostacoli e obbiezioni fra i ricercatori. I pianeti attorno a PSR B1257+12 devono essersi formati o devono essere stati catturati dopo l’esplosione di supernova che ha formato la stella di neutroni nel sistema.

Il 6 ottobre 1995 gli astronomi svizzeri Micheal Mayor e Didier Queloz annunciarono la scoperta di un esopianeta orbitante attorno a 51 Pegasi. Questa scoperta venne compiuta col metodo delle velocità radiali col telescopio dell’Osservatorio di Haute-Provence in Francia e utilizzando lo spettrografo ELODIE. Il 12 ottobre 1995 la conferma arrivò dal Dott. Geoffrey Marcy della San Francisco State University e dal Dott. Paul Butler dell’University of California di Berkeley utilizzando l’Hamilton Spectrograph al Lick Observatory vicino a San Jose, in California.

51 Pegasi b (51 Peg b) è il primo pianeta scoperto attorno a questa stella e attorno ad una stella di tipo solare. Dopo la sua scoperta, molti altri team di ricerca confermarono la sua presenza ricavando delle tabelle delle sue proprietà (disponibili su Exoplanets Data Explorer: http://www.exoplanets.org/table ). Alcune caratteristiche del pianeta le possiamo ricordare: il pianeta mostra un periodo orbitale di 4,23 giorni terrestri, l’eccentricità orbitale è di 0,013; un’orbita estremamente vicina alla sua stella, con una temperatura superficiale di 1200 °C, una massa pari a circa la metà della massa di Giove.

Secondo i dati pubblicati sugli articoli, la distanza così piccola del pianeta non era compatibile con le teorie sulla formazione planetaria e si pensò ad una migrazione planetaria del pianeta fino a raggiungere la sua posizione attuale. Nel 2012 non sono stati trovati altri pianeti ulteriori nel sistema di 51 Pegasi.

Gli esopianeti scoperti sono stati sorprendenti fin dall’inizio. Nessuno si aspettava di trovare dei pianeti intorno a stelle alla fine della loro evoluzione, come PSR B1257+12, o pianeti di dimensioni di Giove attorno alla loro stella a distanze molto piccole dalla loro stella (come 51 Pegasi). Attualmente abbiamo anche la conoscenza di sistemi planetari ricchi di esopianeti (come Kepler 11) attorno a stelle binarie (come Kepler 16) e con molti esopianeti potenzialmente abitabili (come lo è Gliese 667C).

La scoperta di molti pianeti intorno ad altre stelle è un grandissimo traguardo della scienza e della tecnologia. Il lavoro di ricercatori, astronomi, ingegneri provenienti da molti paesi si è reso necessario per raggiungere questo difficile traguardo. Tuttavia, un migliaio di pianeti extrasolari in due decenni è ancora una piccola frazione di quelli attesi dai miliardi di stelle nella nostra Galassia. Il prossimo grande obiettivo sarà quello di comprendere meglio le loro proprietà, le loro caratteristiche, con la scoperta di nuovi.

Fonte PHL Planetary Habitability Laboratory – One Thousand Exoplanets in two Decades – http://phl.upr.edu/press-releases/onethousandexoplanetsintwodecades

Altre informazioni:

Nuovi risultati sul primo esopianeta scoperto attorno alla pulsar PSR B1257+12 - http://tuttidentro.wordpress.com/2013/10/09/nuovi-risultati-sul-primo-esopianeta-scoperto-attorno-alla-pulsar-psr-b125712/

Media INAF – Mille e non più mille – articolo relativo al millesimo pianeta e al III Progress Meeting per GAPS, Global Architecture of Planetary Systems a cui ho partecipato anch’io. Un incontro dove sono stati presentati gli ultimi lavori e ricerche compiute dal team GAPS sulla ricerca degli esopianeti . Articolo disponibile su: http://www.media.inaf.it/2013/10/25/mille-e-non-piu-mille/ è stato scritto dalla collega Caterina Boccato dell’INAF-Osservatorio di Padova.

A 18 anni dalla scoperta del primo esopianeta: 51 Pegasi b - http://tuttidentro.wordpress.com/2013/10/06/a-18-anni-dalla-scoperta-del-primo-esopianeta/

Sabrina

Finora sono stati catalogati oltre 900 pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare. Questo è incredibile se si pensa che solo vent’anni fa non si aveva alcuna idea di come potevano essere eventuali sistemi solari.

Prima di tali scoperti, infatti, si riteneva che il nostro Sistema Solare fosse il tipico sistema che si potesse trovare nella nostra Galassia: pianeti rocciosi di piccole dimensioni nella parte più interna, giganti gassosi in quella esterna.
Ma non è così.
I sistemi solari scoperti sono stravaganti per forme e dimensioni. O è il nostro Sistema Solare è insolito se confrontato con essi? Dipende da dove consideriamo in fenomeno, ma alla fin fine si viene a dire la stessa cosa.

Risale al 1995 la scoperta del prima pianeta extrasolare ad orbitare attorno ad una stella di tipo solare, 51 Pegasi b. Ma la sorpresa fu che il pianeta era un gigante gassoso molto vicino alla sua stella, tanto che i ricercatori pensarono ad una sorta di “eccezione”.

Ma quando si iniziarono a scoprirne degli altri simili a questo, l’eccezione fu nel nostro modo di pensare gli altri sistemi solari.

Ben presto ci si rese conto che le scoperte erano soggette ad una sorta di effetto di selezione dovuto al metodo di osservazione, quello dei transiti planetari.

In altre parole si stavano scoprendo pianeti di tipo gioviano con temperature elevatissime, quelli che vengono definiti “Hot Jupiter”. Non si scoprivano pianeti di dimensioni inferiori e più lontani dalla stella perché gli Hot Jupiters erano il tipo di pianeta più facile da osservare: sono oggetti grandi, creando un effetto di eclissi molto più evidente;  orbitano vicino alla loro stella, rendendo “l’anno” più breve. Di conseguenza, le probabilità di rilevamento degli Hot Jupiter sono maggiori.

Tali pianeti sono più facili da rilevare anche col metodo delle velocità radiali. A causa della loro grande massa, gli Hot Jupiter producono delle “variazioni dinamiche” nel moto della loro stella, che è possibile rilevare da Terra. La velocità radiale rappresenta la velocità lungo la linea di vista dell’osservatore. Una stella singola, senza pianeti, non mostrerà alcuna variazione di velocità radiale; una stella accompagnata da un pianeta tradirà la sua presenza attraverso queste variazioni, che saranno periodiche con lo stesso periodo orbitale del pianeta. Questa velocità può essere misurata grazie all’effetto Doppler.

Ma vi è un altro aspetto importante: di Hot Jupiter se ne trovano tanti perché ce ne sono tanti.

Oggi, a vent’anni dalla prima osservazione, si sta iniziando a capire qualcosa su questi interessanti e straordinari sistemi planetari. Si intuisce che tali oggetti massicci e gassosi non sono un’eccezione ma una componente importanti di molti sistemi planetari.
Gli Hot Jupiter sono una classe speciale di esopianeti che sono simili per dimensioni, massa e composizione a Giove, ma si vengono a trovare a posizioni variabili dalla loro stella tra 0,015 e 0,15 UA, dove 1 UA  è la distanza media Terra-Sole, pari a 150 milioni di chilometri. Queste distanze così piccole comportano che il pianeta si venga a trovare molto vicino alla stella madre. Se facciamo un confronto, Mercurio orbita a 0,39 UA. Gli Hot Jupiter sono così vicini alla loro stella da avere orbite circolari.

In termini di origine e posizione la teoria corrente è che questi pianeti si siano formati come regolari nel disco di accrescimento ma poco dopo sono migrati nel sistema solare interno. Questo dev’essere il caso, affermano i ricercatori, in quanto non c’è abbastanza materiale nel sistema solare interno perché si formino giganti gassosi.

Nella fase iniziale gli astronomi ritenevano che gli Hot Jupiter implicassero un sistema solare non abitabile. Ma modelli recenti mostrano che pianeti simili alla Terra si possono formare nella zona di abitabilità della stella dopo che un Hot Jupiter è transitato nella zona di 1 UA e che vi è sufficiente materiale lasciato indietro perché si formi un pianeta di tipo terrestre.

Vi possono essere pianeti con temperature così elevate da uguagliare o superare quelle delle stelle. Dato che tali oggetti orbitano molto vicini alla loro stella e  hanno dimensioni che possono superare di gran lunga quelle di Giove, alcuni pianeti possono avere temperature maggiori di alcuni tipi di stelle.

WASP-33b ne è un esempio. E sembra perfino ridicolo. Il pianeta orbita attorno alla stella ad una distanza che è solo il 7%  della distanza Mercurio-Sole (pari a 0,027 UA), il che significa che un anno su questo pianeta dura solo 29 ore ma la sua temperatura è terribilmente elevata. La superficie arriva a temperature dell’ordine dei 3200 gradi centigradi, che è più calda della superficie di alcuni tipi di stelle, le nane rosse. Per confronto, il pianeta più caldo nel nostro Sistema Solare è Venere che può arrivare a circa 500 gradi centigradi.

La sua estrema vicinanza alla stella rende WASP-33b incredibilmente caldo. Ma la stella stessa è molto più calda di gran parte delle stelle con una temperatura stimata intorno a 7160 gradi. Il nostro Sole, nella sua regione nucleare arriva intorno ai 10 000 gradi, sulla superficie intorno ai 6000 gradi.  Per questo motivo, WASP-33b, vicinissimo a questa fornace cosmica, non sorprende che sia incredibilmente caldo.

Il sistema stellare offre l’opportunità di studiare gli Hot Jupiter. Le loro proprietà hanno spesso sorpreso i ricercatori: sembra che il loro interno sia a temperature molto più elevate di quelle superficiali. E’ sorprendente che queste stelle con pianeti così vicini stiano scaldando l’atmosfera esterna molto di più di quanto possano fare i processi interni.

Un altro esempio ci viene offerto da WASP-12b.

Si fa l’ipotesi che questo pianeta, che si trova a 600 anni luce di distanza dalla Terra, possa avere circa 10 milioni di anni di vita prima di venir completamente “divorato” dalla stella. Il pianeta è così vicino alla sua stella, simile al Sole, da essere soggetto a enormi forze mareali. L’atmosfera è aumentata in modo smisurato quasi tre volte il raggio di Giove e del materiale è fuoriuscito dalla stella. Il pianeta è circa un 40% più grande di Giove.

L’effetto di scambio di materia tra due oggetti stellari è comunemente osservato nei sistemi binari vicini, ma in realtà nel caso di un pianeta e di una stella è un fenomeno estremamente raro.

Questo fenomeno conferma un’ipotesi fatta da Shu-lin Li dell’Università di Pechino sul fatto che la superficie del pianeta possa venir distorta dalla gravità della stella e che le forze marsali gravitazionali rendano l’interno così caldo da far espandere l’atmosfera più esterna del pianeta.

Fonte :
Articolo: A. M. S. Smith et al., Thermal Emission from WASP-33b, the hottest known planet, arXiV: 1101.2432, http://arxiv.org/abs/1101.2432

Science@NASA: The strange attraction of Hot Jupiters: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2013/17aug_hotjupiters/

New Scientist: Hottest Planet is hotter than some stars: http://www.newscientist.com/article/dn19991-hottest-planet-is-hotter-than-some-stars.html

io9 – Hot Jupiters are the most astounding planets in the galaxy: http://io9.com/hot-jupiters-are-the-most-astounding-planets-in-the-gal-1177931435
Io9: Scorching hot new exoplanet has higher temperature than some stars: http://io9.com/5737486/scorching-hot-new-exoplanet-has-higher-temperature-than-some-stars

Dailymail: Scientists discover the hottest planet in the universe… where the temperature is a scorching 3,200 C: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1351035/WASP-33b–HD15082-Hottest-planet-scorching-3-200C.html.

Sabrina