Esopianeti: più caldi, più scuri, più antichi

• Potrebbe 4, 2024

Il nostro sistema solare era l'unico che conoscevamo. Gli astronomi lo hanno usato per spiegare come i sistemi stellari sono stati ricavati dagli avanzi della formazione stellare e perché i piccoli pianeti rocciosi fossero più vicini al Sole e i giganti gassosi più lontani. Ma attenzione alla teoria basata su un solo esempio! Ora conosciamo migliaia di pianeti attorno ad altri soli e le teorie devono essere riviste. Ecco alcuni dei pianeti sorprendenti che abbiamo trovato.

KELT-9 b, il pianeta più caldo
Giove è cinque volte più lontano dal Sole rispetto alla Terra. Tuttavia, a Giove caldo come KELT-9 b è un pianeta gigante che orbita vicino alla sua stella - molto più vicino di quanto Mercurio sia al Sole. A circa 650 anni luce di distanza nella costellazione del Cygnus, questo caldo Giove sfreccia intorno alla sua stella KELT-9 ogni 36 ore. Non è solo trenta volte più vicino alla stella di quanto la Terra sia al Sole, ma la sua stella è due volte più calda del Sole.

KELT-9 b è bloccato in modo ordinato, quindi il suo lato giorno è sempre rivolto verso la stella. Il lato freddo del pianeta è di 2000 ° C (3600 ° F) e il lato soleggiato è più del doppio di quello caldo. Il pianeta è più caldo della maggior parte delle stelle della Galassia. In effetti, la sua atmosfera è piuttosto stellare, contenente elementi pesanti vaporizzati come ferro e titanio.

Potresti chiederti perché, se KELT-9 b è così simile a una stella, che non è una stella. Ma il tremendo riscaldamento è causato da KELT-9 - è esterno al pianeta. Il calore di una stella è generato internamente dalla fusione nucleare.

Questo caldo feroce sta evaporando l'atmosfera del pianeta. Se potessimo dare un'occhiata a KELT-9 in pochi milioni di anni, non ci sarebbe alcun segno del pianeta. Tutto il suo gas sarebbe bollito via.

TrES-2 b, il pianeta più oscuro
Come nome di una stella, GSC 03549-02811 manca l'appello, diciamo, Antares o Bellatrix, ma la stella è di grande interesse. È simile per tipo ed età al Sole e ha anche almeno un pianeta. La stella è lontana 750 anni luce nella costellazione del Draco (il Drago) e, diversamente dal Sole, è la stella principale di un sistema binario. Il compagno è un nano arancione separato da esso da 230 UA. (Uno AU - unità astronomica - è la distanza dalla Terra al Sole.)

Il solito sistema per nominare un esopianeta renderebbe il pianeta GSC 03549-02811 b. Fortunatamente, il pianeta si chiama TrES-2 b, che è almeno più breve. (Il suo nome deriva dall'indagine sull'esopianeta transatlantica.)

Il pianeta TrES-2 b non assomiglia a nessuno dei pianeti del Sistema Solare. È un altro caldo Giove ed è anche il pianeta più oscuro conosciuto. Circa riflettente come il carbone, restituisce meno dell'1% della luce che vi cade.

Ma perché TrES-2 b è così scuro? Sembra che ci siano tre ragioni. (1) Sebbene Giove sia illuminato dalle sue nuvole di ammoniaca riflettente, a 1000 ° C (1800 ° F) è troppo caldo perché si formino le nuvole su TrES-2 b. (2) Probabilmente, sodio e potassio e altri prodotti chimici che assorbono la luce vengono vaporizzati nell'atmosfera. (3) I primi due motivi non spiegano interamente l'oscurità, quindi c'è un altro fattore che gli astronomi non comprendono ancora.

Tuttavia, nonostante la sua mancanza di riflettività, TrES-2 b non è completamente nero. Secondo il ricercatore David Spiegel, "Fa così caldo che emette un debole bagliore rosso, proprio come una brace accesa o le bobine di una stufa elettrica".

PSR B1620-26 b, il pianeta più antico
Messier 4 (M4) è a ammasso globulare 12.400 anni luce di distanza nella costellazione dello Scorpione. Un ammasso globulare è un ammasso stellare densamente popolato in cui le stelle sono unite dalla loro gravità reciproca in una forma sferica. M4 è un po 'più aperto rispetto alla maggior parte dei cluster globulari, ma ha un nucleo denso. Avere le stelle vicine potrebbe interferire con la formazione del pianeta.

Quindi gli astronomi si sono chiesti: potrebbero esserci pianeti in a ammasso globulare? La risposta risulta essere sì. Nel 1993 un pianeta sorprendente fu scoperto in M4. La sua designazione ufficiale è PSR B1620-26 b, ma dato che ha 12,7 miliardi di anni - solo un miliardo di anni più giovane dell'Universo - nomi popolari per questo sono Matusalemme e il pianeta della Genesi.

Oltre alla sua età e posizione, Methuselah è un pianeta straordinario in altri modi. È stato il primo pianeta scoperto in a orbita circumbinary. Ciò significa che si trova in un sistema stellare binario e orbita attorno a entrambe le stelle.

Methuselah è un gigante con 2,5 volte la massa di Giove, ma come sono le due stelle? Hanno almeno una caratteristica in comune: sono entrambi morti. La stella primaria PST B1620-26 è a pulsar. È una rotazione rapida stella di neutroni, che è il nucleo compresso di una stella massiccia distrutta in un'esplosione di supernova. La stella secondaria WD B1620-26 è a Nana bianca, che è il residuo di una stella simile al sole che è crollata, senza un'esplosione, dopo che il suo combustibile è stato esaurito.

Mettendo insieme la storia di questo complicato piccolo sistema, gli astronomi pensano che il pianeta si sia formato attorno alla stella simile al sole che ora è una nana bianca. Mentre attraversava il nucleo affollato di M4, la coppia fu catturata da una stella di neutroni. Un incontro così stellare sarebbe generalmente raro nella Galassia perché le stelle sono così distanti, ma è possibile in questo ambiente a densità più elevata.

Quando la stella simile al sole consumava il suo combustibile a idrogeno e si gonfiava in un gigante rosso, parte della sua materia si riversava sulla stella di neutroni, accelerando la sua rotazione per formare una pulsar. Alla fine il gigante rosso esaurì il suo combustibile e divenne un nano bianco. La pulsar e il nano si stanno orbitando a vicenda e Methuselah orbita attorno alla coppia a una distanza di 23 UA. È un po 'più lontano di quanto Urano sia dal Sole.

Potrebbe esserci un finale triste per Matusalemme in un futuro molto lontano. Alla fine, il trio sarà probabilmente disturbato dall'incontro con un'altra stella. In tal caso, è probabile che il pianeta venga espulso da M4 nel grande spazio vuoto tra le stelle.

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