GJ 504b dal color magenta scuro è un esopianeta recentemente scoperto che ha una massa quattro volte quello di Giove, rendendolo uno dei pianeti meno massicci scoperti in modo diretto intorno ad una stella delle caratteristiche solari. Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger.
Utilizzando i dati infrarossi dal Subaru Telescope delle Hawaii un team internazionale di astronomi ha immaginato un pianeta gigante intorno alla stella brillante GJ 504. Parecchie volte la massa di Giove e simile in dimensioni, il nuovo mondo che è stato denominato GJ 504b, è il pianeta di più piccola massa mai individuato intorno a una stella simile al Sole utilizzando tecniche dirette di mmagini, o direct imaging.
“Se potessimo viaggiare fino a questo pianeta gigante, vedremmo un mondo ancora incandescente, avvolto dal calore della sua formazione con un colore che ricorda quello di un fiore di ciliegio, un magenta scuro” ha affermato Michael McElwain, membro del team che ha compiuto la scoperta presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. “La nostra camera nel vicino infrarosso rivela che il suo colore è molto più blu di quello degli altri pianeti, il chè potrebbe indicare la presenza di nubi in numero inferiore nella sua atmosfera”.
GJ 504b orbita attorno alla sua stella a circa nove volte la distanza di Giove dal Sole, che rappresenta una sfida alle teorie di formazione dei pianeti giganti.
Secondo la teoria più accreditata del momento, chiamata “core-accretiation model”, o modello di accresciemnto del nucleo, i pianeti di tipo gioviano si formano nel disco di detriti ricchi di gas che circondano la giovane stella. Il nucleo si forma dalla collisione tra planetesimi, frammenti di roccia simili ad asteroidi; quando questo nucleo raggiunge una massa sufficiente grande, la sua attrazione gravitazionale attrae rapidamente gas dal disco per formare il pianeta.
Anche se questo modello funziona bene per i pianeti alla distanza di Nettuno, a circa 30 volte la distanza della Terra dal Sole (30 Unità Astronomiche, o 30 UA) tale modello diventa più problematico per i pianeti che si trovano molto più lontani dalla loro stella. GJ 504b si trova a circa 43,5 UA dalla sua stella, dove l’attuale distanza dipende dalla nostra linea di vista e da come è inclinato il piano di tale sistema che non è bne noto.
“Questo è uno dei pianeti più difficili da studiare in un quadro tradizionale di formazione dei pianeti” ha affermato il membro del team Markus Janson, Hubble postdoctoral fellow presso la Princeton University a New Jersey. “La sua scoperta implica che dobbiamo prendere seriamente in considerazione le tecniche alternative di formazione, o magari rivalutare alcuni degli assunti di base della teoria di accrescimento del nucleo”.
La ricerca fa parte del Strategic-Exploration of Exoplanets and Disks with Subaru (SEEDS), un progetto di immagini di pianeti extrasolari e dischi protoplanetari utilizzando il Subaru Telescope a Mauna Kea, Hawaii. Il progetto della durata di cinque anni è iniziato nel 2009 ed è guidato da Motohide Tamura presso il National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ).
Il direct imaging è probabilmente la tecnica più importante per osservare pianeti attorno ad altre stelle e anche la più impegnativa.
“L’imaging fornisce informazioni sulla luminosità del pianeta, la sua temperatura, l’atmosfera e l’orbita, ma poichè i pianeti sono così deboli e così vicini alla loro stella ospite, è come cercare di fare una fotografia di una lucciola nei pressi di un faro” ha spiegato Masayuki Kuzuhara presso Tokyo Institute of Technology, che ha guidato il team di ricercatori.
Le immagini del progetto SEEDS nel vicino infrarosso sono state fatte con l’aiuto del nuovo sistema di ottica adattiva, che compensa gli effetti di sbavatura dell’atmosfera terrestre, e con i due strumenti: the High Contrast Instrument for the Subaru Next Generation Adaptive Optics e il the InfraRed Camera and Spectrograph. Il contributo permette al team di spingere il limite di esplorazione diretta verso i pianeti più deboli in luminosità.
Un paper che descrive i rusultati è stato accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal e apparirà in un prossimo numero.
I cercatori ritengono che GJ 504b sia quattro volte la massa del pianeta Giove con una temperatura effettiva di circa 237 Celsius; orbita attorno ad una stella di tipo G0, GJ 504, che è leggermente più calda del nostro Sole ed è appena visibile ad occhio nudo nella costellazione della Vergine. La stella si trova a circa 57 anni luce di distanza dalla Terra con un’età di circa 160 milioni di anni, ottenuta sulla base di metodi che legano il colore della stella e il periodo di rotazione alla sua età.
Il giovane sistema stellare è l’obiettivo più interesante per un direct imaging di esopianeti dato che questi pianeti non hanno ancora perso molto del calore iniziale della loro formazione, che viene ad accentuare la luminosità infrarossa.
“Il nostro Sole è a circa metà strada della sua produzione di energia mentre GJ 504 è a solo un trentesimo della sua età” ha affermato McElwain. “Studiare questi sistemi è un po’ come guardare il nostro Sistema Solare nella sua giovinezza”
Il paper è disponibile su arXiV: http://arxiv.org/abs/1307.2886
M. Kuzuhara et al., Direct Imaging of a Cold Jovian Exoplanet in Orbit around the Sun-like Star GJ 504, arXiv:1307.2886v1 [astro-ph.EP]
Fonte Planet Quest: Magenta miniature – http://planetquest.jpl.nasa.gov/news/116#
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