Overblog Segui questo blog
Edit post Administration Create my blog

Un diario di cose celesti

Chi siamo? Perché?

Kepler-30, un sistema di tipo solare a 10.000 anni luce da noi

26 Jul 2012 02:16 PM – Michele Diodati

Kepler-30 è una stella di classe spettrale G6V, molto simile al Sole, situata a 10.000 anni luce di distanza nella costellazione della Lira. Ha temperatura effettiva, massa e raggio compresi tra il 95 e il 99% di quelli solari, ma è nettamente più giovane. Dal periodo di rotazione di 16 giorni circa, calcolato studiando i cicli di variazione delle macchie stellari, si ricava un'età di 2 miliardi di anni più o meno 800 milioni, a fronte di 4,6 miliardi di anni che è l'età stimata del nostro Sole.

Intorno a questa stella relativamente giovane, l'analisi delle curve di luce registrate dal telescopio spaziale Keplero ha permesso di determinare l'esistenza e i principali parametri di tre pianeti, tutti molto più grandi della Terra, chiamati Kepler-30 b, c, e d. Kepler-30b ha 11,3 volte la massa della Terra e 3,9 volte il suo raggio: una specie di Nettuno, con i suoi quasi 50.000 km di diametro, ma meno denso (1,02 grammi per centimetro cubo contro 1,63 grammi di Nettuno). Il secondo pianeta è un autentico mostro, più grande, più pesante e più denso di Giove: Kepler-30c ha un raggio che è 12,3 volte quello della Terra (Giove "solo" 11,2) e una massa pari a 640 ± 50 volte quella terrestre (più del doppio di quella di Giove). La densità media di Kepler-30c è 1,88 grammi per centimetro cubo, contro 1,32 grammi di Giove. L'ultimo pianeta, Kepler-30d, è simile a Saturno per dimensioni, ma molto meno massiccio: solo 23 masse terrestri, contro le 95 di Saturno. Ciò significa che è un pianeta quasi etereo, evanescente, con una densità media che è stata calcolata in appena 0,19 grammi per centimentro cubo: 1/29 della densità media della Terra.

Fin qui potremmo dire che non c'è nulla di speciale in Kepler-30 b c e d: solo altri tre esempi dell'ormai ampio e variegato zoo di esopianeti, il cui catalogo si arricchisce quasi quotidianamente. Ma qualcosa di molto interessante invece c'è. Innanzitutto, l'anno su questi tre pianeti dura rispettivamente 29, 60 e 143 giorni terrestri. Non si tratta dunque del tipico sistema che è facile scoprire con il metodo del transito, fatto di uno o più Giove caldi (hot Jupiters) in orbita strettissima intorno alla stella madre, bruciati dal suo calore, con anni che durano qualche decina di ore o al massimo una settimana. Kepler-30 è un sistema di tipo solare, con pianeti relativamente distanti dalla stella: per confronto, l'anno di Mercurio dura circa 88 giorni terrestri e quello di Venere 224.

Ma gli astronomi hanno scoperto una ben più importante somiglianza con il sistema solare. Studiando le varie periodicità ricavabili dai 2,5 anni di dati fotometrici disponibili per Kepler-30, si sono accorti che il transito dei tre pianeti si sovrapponeva alla rotazione di alcune grandi macchie scoperte sulla superficie della stella. L'analisi matematica della relazione tra le macchie e i transiti ha fornito la prova che i tre pianeti hanno orbite complanari, allineate con l'equatore della stella. Insomma, siamo in presenza di un vero e proprio analogo del sistema solare, per il quale è ragionevole supporre un'origine anch'essa analoga: cioè la formazione dei pianeti da un disco di polveri in rotazione intorno al piano equatoriale della stella.

La scoperta di questo sistema planetario è un primo importante indizio che l'origine e la struttura del nostro sistema solare non sono una strana eccezione, ma piuttosto la regola. Il gran numero di Giove caldi finora scoperti, caratterizzati da orbite molto inclinate rispetto al piano equatoriale della loro stella o addirittura retrograde, aveva gettato gli astronomi nella confusione, circa le modalità di formazione di tali sistemi planetari. È stato congetturato, per esempio, che tali sistemi possano formarsi da dischi protoplanetari disallineati rispetto all'asse di rotazione della stella. Se si scopriranno in futuro altri sistemi complanari come Kepler-30, una simile congettura potrà essere esclusa dal novero delle spiegazioni plausibili. Acquisterà forza, invece, l'idea che i Giove caldi finiscano con l'acquisire la posizione e le orbite loro proprie in seguito a distruttive e caotiche interazioni gravitazionali con altri pianeti e con le loro stelle.

Rappresentazione artistica dell'esopianeta Kepler-30 c, in transito davanti a una delle grandi macchie rilevate sulla superficie della sua stella madre. Cortesia: Cristina Sanchis Ojeda

Rappresentazione artistica dell'esopianeta Kepler-30 c, in transito davanti a una delle grandi macchie rilevate sulla superficie della sua stella madre. Cortesia: Cristina Sanchis Ojeda

Rappresentazione artistica dei pianeti del sistema Kepler-30, che evidenzia la possibilità dei singoli pianeti di eclissare la medesima macchia stellare. Cortesia: Cristina Sanchis Ojeda

Rappresentazione artistica dei pianeti del sistema Kepler-30, che evidenzia la possibilità dei singoli pianeti di eclissare la medesima macchia stellare. Cortesia: Cristina Sanchis Ojeda

Grafico tratto dalla bozza di pre-stampa dell'articolo pubblicato su <i>Nature</i>. I tre diagrammi pongono in relazione due transiti del pianeta <i>c</i> ed un transito del pianeta <i>d</i> con la posizione di tre macchie stellari, la cui esistenza è stata desunta da periodiche variazioni della curva di luce di Kepler-30. Dall'esame comparato di queste relazioni, è risultato che i pianeti orbitano intorno alla stella sul medesimo piano, con minime differenze angolari. Cortesia: Roberto Sanchis-Ojeda <i>et al</i>.

Grafico tratto dalla bozza di pre-stampa dell'articolo pubblicato su <i>Nature</i>. I tre diagrammi pongono in relazione due transiti del pianeta <i>c</i> ed un transito del pianeta <i>d</i> con la posizione di tre macchie stellari, la cui esistenza è stata desunta da periodiche variazioni della curva di luce di Kepler-30. Dall'esame comparato di queste relazioni, è risultato che i pianeti orbitano intorno alla stella sul medesimo piano, con minime differenze angolari. Cortesia: Roberto Sanchis-Ojeda <i>et al</i>.

I parametri della stella Kepler-30. Cortesia: Roberto Sanchis-Ojeda <i>et al</i>.

I parametri della stella Kepler-30. Cortesia: Roberto Sanchis-Ojeda <i>et al</i>.

I parametri dei tre pianeti del sistema Kepler-30. Cortesia: Roberto Sanchis-Ojeda <i>et al</i>.

I parametri dei tre pianeti del sistema Kepler-30. Cortesia: Roberto Sanchis-Ojeda <i>et al</i>.

I parametri delle macchie stellari contro cui è stato misurato il transito dei tre pianeti. Cortesia: Roberto Sanchis-Ojeda <i>et al</i>.

I parametri delle macchie stellari contro cui è stato misurato il transito dei tre pianeti. Cortesia: Roberto Sanchis-Ojeda <i>et al</i>.

Risorse per approfondire

Tag: esopianeti, Kepler-30, dischi protoplanetari, metodo del transito, articoli

Condividi post

La tua opinione

comments powered by Disqus
Powered by Disqus