Un unico pianeta per quattro stelle

Una rappresentazione artistica del sistema stellare 30 Ari. In primo piano, la stella primaria attorno alla quale ruota il pianeta gigante gassoso. La stella compagna di questa stella, appena scoperta, e’ una nana rossa, che si può osservare sul lato sinistro, in alto. Il secondo sistema binario, invece, e’ rappresentato a destra, in alto. Crediti: Karen Teramura/UH IFA

Un unico pianeta extrasolare con una famiglia molto numerosa di stelle. Ben quattro ne sono state trovate per un gigante gassoso, 10 volte la massa di Giove, che già era noto orbitare attorno a tre stelle. La quarta stella, una gigante rossa, scoperta recentemente, ha fatto diventare il sistema stellare triplo un sistema quadruplo.

Sistemi planetari di più stelle con pianeti sono in realtà molto più comuni di quanto si pensasse. Circa il quattro percento delle stelle di tipo solare si trovano in sistemi quadrupli, ma questo dato e’ in costante aggiornamento dato che le tecniche osservative sono in grande evoluzione.

Vediamo in dettaglio il sistema planetario. 30 Ari e’ il sistema formato da un pianeta e da ben quattro stelle, a 136 anni-luce di distanza dalla Terra. Il pianeta extrasolare e’ in orbita attorno alla primaria del sistema con un periodo orbitale di 335 giorni. La stella primaria ha una nuova compagna, una stella attorno alla quale però non orbita il pianeta. Questo coppia di stelle descrivono quella che può sembrare una danza cosmica con un secondo sistema binario di stelle, separato da una distanza di 1670 UA, dove 1 UA e’ la distanza media Terra-Sole.

La scoperta della nuova stella e ‘ stata possibile grazie a due sistemi di ottica adattiva che si trovano all’Osservatorio Palomar a San Diego, in California: al Robo-AO sviluppato dall’Inter-University Center for Astronomy and Astrophysics in India e dal California Institute of Technology (Caltech) e dal PALM-3000 sviluppato dal Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, California.

Questo diagramma mostra le quattro stelle e il pianeta gigante gassoso che formano il sistema 30 Ari. Questo sistema di quattro stelle consiste di due coppie di stelle: 30 Ari B e 30 Ari A. Un gigantesco pianeta (rosso) orbita una delle due stelle in 30 Ari B in circa un anno. Nuove osservazioni guidate dal Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena (California) hanno permesso di osservare una quarta stella nel sistema (in verde), le altre stelle del sistema e il pianeta erano già noti. Questo e’ il secondo sistema di quattro stelle finora conosciuto ospitare un pianeta. Crediti: NASA/JPL

La scoperta di pianeti in sistemi simili a 30 Ari fanno sorgere domande sulla formazione planetaria in sistemi stellari multipli e, come in questo particolare sistema planetario estremo, nascono dubbi sulla possibilità che pianeti massicci possano ospitare forme di vita. Non però i loro sistemi di satelliti.

Sebbene estremamente rari, questo e’ il secondo pianeta extrasolare in un sistema stellare quadruplo. Il primo, KIC 4862625, fu scoperto dal Planet Hunters citizen science project che utilizzava i dati del Telescopio Spaziale Kepler della NASA alla ricerca di variazioni di luminosità durante il transito davanti alla stella madre. Il fatto che due sistemi planetari di questo tipo siano stati scoperti su1894 pianeti extrasolari confermati (fonte The Extrasolar Planets Encyclopaedia) suggerisce che la formazione planetaria può avvenire in posti davvero molto curiosi e che i sistemi planetari possono formarsi in una miriade di forme differenti: nella nostra Galassia, che al momento e’ l’unico posto dove possiamo spingerci a osservare, ci possono essere stelle singole, stelle binarie, sistemi tripli o anche quintetti di sistemi stellari. La natura in questo ha una grande fantasia.

Per la precisione, la maggior parte delle stelle della nostra Galassia si trovano in sistemi stellari multipli. Gli studi attuali cercano di comprendere il motivo di questa molteplicità. Le stelle erano gravitazionalmente legate al momento della nascita nella nursery stellare? Oppure, si sono attratte gravitazionalmente in un momento successivo nel loro viaggio attorno alla Galassia? Alcune ricerche mostrano che in effetti i sistemi stellari con più stelle possono essersi formati in questo modo.

In effetti, con l’aumentare del numero di pianeti extrasolari in sistemi stellari binari o multipli ci si rende conto che molti dei nostri film di fantascienza con mondi alieni in orbita attorno a più stelle oggi non sono più fantascienza o science fiction, ma fatto scientifico, science fact. Uno di questi mondi con due soli e’ Tatooine, nell’episodio A New Hope in Star Wars: difficile dimenticare la scena in cui Luke Skywalker si mette ad osservare il tramonto dei due soli all’orizzonte.

Le quattro stelle parenti del sistema 30 Ari sono un po’ diverse fra loro: una assomiglia al nostro Sole in formato più piccolo, altre due sono stelle molto brillanti che sarebbero visibili durante il giorno. Una di queste stelle, se osservata con un grande telescopio, apparirebbe accompagnata da un’altra stella, a formare un sistema binario, due stelle in orbita l’una attorno all’altra.

L’obiettivo fondamentale di questa ricerca e’ capire come i sistemi stellari molteplici influenzino l’evoluzione dei loro pianeti. Questi due sistemi a più stelle ospitano almeno un pianeta massiccio, dando prova che i pianeti all’interno dei sistemi stellari multipli possono avere le loro orbite drammaticamente modificate dalle dinamiche orbitali (estreme) che tali sistemi possiedono, sebbene la stella scoperta di recente in 30 Ari non sembri modificare l’orbita del pianeta extrasolare ad essa vicino.

Solo grazie alla scoperta di più casi di 30 Ari e HD 2638 si potrà comprendere la fisica che guida l’evoluzione dei pianeti extrasolari massicci.

Fonte NASA – Planet ‘Reared’ by Four Parent Stars
News Discovery – Massive Exoplanet Evolved in Extreme 4-Star System