L’orbita di un esopianeta attorno a una stella in un sistema binario è stata rappresentata per la prima volta in 3 dimensioni. Il pianeta orbita attorno alla sua stella con un angolo diverso rispetto al piano dell’orbita delle due stelle e il disallineamento potrebbe offrire indizi su come si formano i pianeti nei sistemi binari.
L’esopianeta, chiamato GJ 896Ab (la “b” minuscola rappresenta il pianeta), è stato scoperto nel sistema binario GJ 896AB (“A” e “B” maiuscole rappresentano le due stelle) che si trova a 20,3 anni luce dalla Terra. Gli astronomi hanno tracciato il movimento del sistema stellare binario attraverso lo Spazio con l’aiuto di osservazioni ottiche ottenute dal 1941 al 2017, con dati extra dal 2006 al 2011 raccolti dal Very Long Baseline Array (VLBA), una rete di 10 radiotelescopi sparsi per gli Stati Uniti. I ricercatori hanno anche effettuato nuove osservazioni con il VLBA nel 2020.
Gli astronomi, guidati da Salvador Curiel dell’Università Nazionale Autonoma del Messico (UNAM), hanno scoperto che mentre la stella GJ 896A si muove nello Spazio, sembra oscillare lungo il suo percorso. Questa oscillazione è causata da un pianeta in orbita con 2,3 volte la massa di Giove che completa un’orbita ogni 284,4 giorni terrestri. Tra il pianeta e la sua stella c’è un centro di massa comune, noto come baricentro: l’oscillazione della stella è il risultato del suo movimento attorno a questo centro di massa comune.
Questa tecnica per rilevare il movimento delle stelle attraverso lo Spazio e qualsiasi deviazione in quel movimento è chiamata astrometria: è l’unico mezzo con cui le orbite di un sistema planetario con più di una stella possono essere interpretate in 3 dimensioni, poiché gli astronomi rilevano visivamente l’oscillazione e l’orientamento delle orbite.
Curiosamente, il piano in cui orbita il pianeta è disallineato di 148 gradi rispetto al piano dell’orbita delle due stelle l’una intorno all’altra.
“Ciò significa che il pianeta si muove attorno alla stella principale nella direzione opposta a quella della stella secondaria attorno alla stella principale,” ha spiegato Gisela Ortiz-León, astronoma dell’UNAM e del Max Planck Institute for Radio Astronomy in Germania e membro del team del progetto.
Meno del 4% degli esopianeti conosciuti si trova in sistemi stellari binarie. Questa proporzione ridotta è in parte dovuta al fatto che è più complicato rilevare i pianeti nei sistemi binari, ma anche perché i modelli suggeriscono che l’esistenza di una stella compagna può troncare e destabilizzare un disco di formazione dei pianeti.
“Forse quei modelli devono essere modificati,” ha affermato Joel Sanchez-Bermudez di UNAM.
Un problema nella formazione di un tale sistema è che si ritiene che i giganti gassosi impieghino dai 5 ai 10 milioni di anni per accumulare tutto il loro gas dal disco che li circonda. Tuttavia, i modelli attuali suggeriscono che un tale disco in un sistema binario sopravvive per meno di 1 milione di anni prima che le maree gravitazionali della stella compagna distruggano il disco.
Inoltre, nel caso di GJ 896AB, le due stelle sono nane rosse, il che rende ancora più sorprendente l’esistenza di un pianeta gigante gassoso nel sistema. Gli scienziati pensano che le nane rosse non abbiano la quantità necessaria di materia prima per formare pianeti giganti, ma la presenza di un gigante gassoso in questo sistema binario suggerisce che i pianeti potrebbero formarsi in modo diverso quando sono presenti due stelle.
“Ulteriori studi dettagliati di questo e di sistemi simili possono aiutarci a ottenere importanti informazioni su come si formano i pianeti nei sistemi binari,” ha affermato Sanchez-Bermudez.
Attualmente ci sono due modelli che ipotizzano come si formano i sistemi binari e i loro pianeti. Uno è chiamato frammentazione del disco, per cui in origine c’è un disco di formazione di stelle e pianeti che diventa gravitazionalmente instabile e si rompe in due dischi separati che formano due stelle e qualsiasi pianeta intorno a loro.
L’altro modello è chiamato frammentazione turbolenta: in questo caso, la turbolenza nella nube di gas originale porta alla formazione di due o più dense concentrazioni di materiale, che collassano indipendentemente per formare le stelle e tutti i pianeti che li accompagnano.
Ora, questi modelli dovranno tenere conto del disallineamento di GJ 896Ab di 148 gradi. Qualunque replichi meglio lo strano sistema potrebbe svelare come si formano i sistemi binari.
La ricerca è stata pubblicata su The Astronomical Journal.
