HAT-P-7b orbita retrograda, orbita inclinata o terzo incomodo?

Due squadre di astronomi hanno scoperto un pianeta extrasolare che ruoterebbe in senso retrogrado rispetto all'orbita della sua stella, mostrando forse, quanto sia unico e perfetto l'allineamento dei pianeti del nostro sistema planetario.

HAT-P-7b, il pianeta scoperto nel 2008 da due squadre guidate rispettivamente dal professor di fisica Joshua Winn e dal professor Norio Narita del National Astronomical Observatory of Japan, hanno scoperto che l'orbita è inclinata di 86 gradi rispetto all'equatore della stella di appartenenza.

Questo drastico disallineamento suggerisce che sta ruotando sui poli della sua stella e che sta attualmente ruotando al contrario, un fenomeno che non accade nel nostro Sistema Solare e che potrebbe aiutare a spiegare perchè la vita thrives qui.

Più di 400 exopianeti sono stati attualmente scoperti dal 1995, grazie ai grandi telescopi terrestri che possono osservarli più facilmente.

Il loro studio è importante perchè le loro differenti orbite possono aiutare gli astronomi a comprendere come avviene la formazione di un sistema planetario.

La popolarità dello studio degli exopianeti ha ravvivato l'astronomia stellare e la formazione delle stesse stelle, che si è associata ad altri settori della cosmologia come ha suggerito l'astrofisico Adam Burrows, della Princeton University.

Ma "per comprendere i pianeti, dobbiamo prima comprendere le loro stelle" ha spiegato Burrows, "nessuna proprietá di questi pianeti si sviluppa se non in base ai parametri stellari come massa, raggio e spettro.

Visto che la formazione planetaria è acquisita nel contesto della stella, la planetologia e l'astronomia stellare hanno bisogno una dell'altra", ha ribadito Burrows.

I pianeti nel nostro Sistema Solare sono ben allineati e procedono tutti nella stessa direzione del Sole.

Per centinaia di anni gli astronomi hanno considerato questo fattore come un modello in cui i pianeti e il Sole si sono formati nella nube di gas e hanno assunto la sua stessa direzione, ha detto Winn.

Ma i recenti sviluppi nella scienza degli exopianeti suggerisce che alcuni di essi non sono conformi alle precedenti teorie orbitali e hanno avuto uno sviluppo completamente differente dal Sistema Solare.

Lo studio degli exopianeti provvede alla comprensione di come il Sistema Solare rappresenti la "normalità" o la "anormalità".

La vita nel nostro Sistema Solare può essere legata all'allineamento perfetto dei pianeti sull'ecclittica, però ciò non accade per gli altri exopianeti, ha detto Winn.

La scoperta di HAT-P-7b non è l'unica di un pianeta extrasolare con l'orbita inconsueta. A febbraio, la squadra do Winn ha scoperto un altro exopianeta con una inclinazione di 37 gradi.

Ma quest'ultima scoperta è un drastico caso di disallineamento, mai scoperto prima, ha detto Winn.

Queste ricerche sono state pubblicate sul numero di ottobre dell'Astrophysical Journal.

La scoperta

Il team di Winnin ha scoperto il disallineamento in Luglio usando il Japanese Subaru telescope nelle Hawaii. Per misurare l'angolo di orbita di HAT-P-7b, che è 1,4 volte più larga e 1,8 volte la massa di Giove ed è situato a circa 1.000 anni luce di distanza, era necessario che ci fosse un "eclisse" del pianeta, o che passasse davanti al suo sole, dalla nostra prospettiva.

"Ci sono solo circa 60 pianeti extrasolari conosciuti eclisse e stiamo scorrendo in basso la lista", ha detto Albrecht. HAT-P-7b è il quindicesimo pianeta extrasolare misurata da Winn e dai suoi colleghi con le eclissi.

Il pianeta extrasolare ad eclisse permette agli astronomi di fare affidamento sul fenomeno Doppler che crea cambiamenti di colore sottili misurati da un spettrografo ad alta risoluzione, quando si muove qualcosa, come una stella rotante. Quando qualcosa si muove verso di noi, sembra un po 'più blu, e quando si allontana da noi, sembra un po' più rosso, ha spiegato Winn.

 

(Il grafico mostra il transito e l'occultazione nelle variazioni di luce della stella)

Se l'orbita di un pianeta extrasolare è letta con giusta angolazione, in modo che il pianeta passa direttamente davanti alla stella, esso blocca una piccola frazione della luce stellare prima di raggiungere la Terra. Questo non provoca solo la stella a comparire dimmer, ma cambia anche lo spettro della stella, che è l'arcobaleno di colori che si vede quando la luce passa attraverso un prisma. Secondo Winn, se un pianeta è retrogrado, passa prima davanti al blu della stella che provoca uno spostamento rosso nella luce delle stelle osservate. Il pianeta passa poi nel rosso della stella, provocando uno spostamento verso il blu. Il team ha osservato l'andamento opposto per HAT-P-7b. In primo luogo, abbiamo visto la luce delle stelle ottenere più blu, e poi rosso, ha detto Albrecht. In tutti gli altri casi che abbiamo visto, la luce era prima rossa e quindi  più blu. Questo ci ha detto che dal nostro punto di osservazione della Terra, HAT-P-7b sembra ruotare nella direzione opposta, come la rivoluzione del suo pianeta. Misurando queste modifiche, si può stimare l'angolo tra l'asse della stella e lìorbita del pianeta. Winn stima che l'angolo è ovunque, almeno tra 86 e 180 gradi. Questo significa che il pianeta extrasolare o è in orbita intorno ai poli della stella a circa un inclinazione di 90 gradi, o è a rotazione retrograda lungo l'equatore della stella a 180 gradi.

Vi è una vasta gamma di incertezza, perché non abbiamo misurato il vero angolo tra l'orbita e l'equatore stellare. Invece possiamo solo misurare l'angolo che vediamo dal nostro punto di vista sulla Terra,, ha spiegato Winn. Ciò che rimane sconosciuto è l'inclinazione dell'asse di rotazione stellare rispetto alla nostra linea di vista.
Il team giapponese ha annunciato i risultati simili in un articolo pubblicato nella pubblicazioni di Astronomical Society di lettere in Giappone nel mese di ottobre.

(Giove paragonato a HAT-P-7b)

Spiegando il disallineamento.

Perché teorici sono riluttanti ad abbandonare la teoria che tutti i pianeti e le stelle hanno assunto la loro forma da un disco dello stesso materiale, si stanno concentrando sul concetto che i pianeti extrasolari si siano formati in una normale orbita e in qualche modo siano stati rovesciati, secondo Winn.
Una possibilità è che i pianeti più formati in quello che si rivelò essere una configurazione instabile, con la loro gravità rimescolarono le reciproche orbite in una certa misura, cedendo il passo a qualcosa di più caotico con i pianeti in corso in tutte le direzioni, ha detto Winn.
O forse c'è un terzo oggetto, come un pianeta supplementare o una stella compagna, nel sistema la cui gravità perturba l'orbita del pianeta extrasolare e ribalta, un fenomeno noto come effetto Kozai.
L'obiettivo è quello di capire come spesso questo accade per determinare quanto improbabile sia il nostro piccolo angolo della galassia, ha detto Winn.
Nel mese di agosto, una squadra europea ha annunciato di aver scoperto un pianeta extrasolare retrogrado noto come WASP-17b.

Adam Burrows prevede che HAT-P-7b sarà altamente esaminato, perché è uno dei pianeti extrasolari che può essere visto dal telescopio spaziale NASA Kepler e potrebbe irrompere nel campo dell'astronomia stellare.

Anni fa il settore era in stasi, ha spiegato Burrows, ma ora, a causa di questi risultati, il campo è in rinascita e questo è in larga misura grazie agli  osservatori, come Josh che hanno galvanizzato il soggetto.

traduzione a cura di Arthur McPaul

link:

http://www.newscientist.com/article/dn17613
http://arxiv1.library.cornell.edu/abs/0908.1672