Rappresentazione artistica del sistema planetario della stella CI Tau. Crediti: Amanda Smith, Institute of Astronomy
CI Tau è una giovane stella che si trova a circa 500 anni luce di distanza da noi, in una regione di alta produzione stellare, una vera e propria nursery della galassia. Ha solo due milioni di anni, una bambina in termini astronomici, ed è circondata da un enorme disco protoplanetario di polveri e ghiacci. Questo disco è il tipico luogo in cui si formano, tra gli altri, pianeti, lune e asteroidi.
CI Tau era già nota poiché nel suo disco è stato scoperto il primo pianeta gioviano caldo, un enorme pianeta in orbita molto vicino alla sua stella madre, in orbita intorno a una stella così giovane. Sebbene i gioviani caldi siano stati il primo tipo di pianeta extrasolare scoperto, la loro esistenza ha a lungo confuso gli astronomi, poiché sembrano troppo vicini alle loro stelle genitrici per essersi formati dove li osserviamo.
Utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), un team di ricercatori guidati dall’Università di Cambridge ha osservato CI Tau per osservarne il disco protoplanetario, rilevando così tre distinte lacune nel disco che, secondo la modellizzazione teorica, sono probabilmente causate da altri tre pianeti giganti gassosi in orbita intorno alla stella.
Questi si aggiungono al già noto gioviano caldo, il più vicino dei quattro all’astro. Si trova infatti nell’equivalente dell’orbita di Mercurio, ma ha una massa paragonabile a quella di Giove. I tre nuovi pianeti scoperti, invece, orbitano molto più distanti: il più lontano si trova a una distanza da CI Tau oltre tre volte maggiore di quella di Nettuno dal Sole. Inoltre, i due pianeti più esterni hanno masse simili a quella di Saturno, mentre il secondo più interno ha una massa di circa dieci volte quella di Giove.
La scoperta solleva molte domande: circa l’uno per cento delle stelle ospita gioviani caldi, ma la maggior parte di essi è centinaia di volte più vecchia di CI Tau. «Attualmente è impossibile dire se l’estrema architettura planetaria osservata in CI Tau sia comune nei sistemi caldi gioviani perché il modo in cui questi pianeti fratelli sono stati rilevati – attraverso il loro effetto sul disco protoplanetario – non funzionerebbe nei sistemi più vecchi che non hanno più un disco protoplanetario», commenta Cathie Clarke, dell’Istituto di astronomia di Cambridge e prima autrice dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
Un altro dubbio riguarda l’eventuale ruolo dei nuovi pianeti scoperti nel guidare il pianeta più interno nella sua orbita così vicina alla stella, e se questo meccanismo funziona in generale per creare pianeti gioviani caldi. Ulteriore mistero, come si sono formati i due pianeti esterni. «I modelli di formazione planetaria tendono a concentrarsi sulla capacità di creare le tipologie di pianeti che sono già state osservate, quindi le nuove scoperte non si adattano necessariamente ai modelli», racconta Clarke. «Si suppone che i pianeti con massa simile a Saturno si formino dapprima accumulando un nucleo solido e poi attirando uno strato di gas in cima, ma questi processi dovrebbero essere molto lenti a grandi distanze dalla stella. La maggior parte dei modelli farà fatica a creare pianeti di questa massa a tale distanza».
In futuro, quindi, sarà necessario studiare questo intrigante sistema a più lunghezze d’onda per ottenere maggiori indizi sulle proprietà del disco e dei suoi pianeti. Nel frattempo, non è da escludere che Alma ci riservi ulteriori sorprese in altri sistemi planetari, modificando la nostra idea di come si formano.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “High-resolution Millimeter Imaging of the CI Tau Protoplanetary Disk: A Massive Ensemble of Protoplanets from 0.1 to 100 au”, di C. J. Clarke, M. Tazzari, A. Juhasz, G. Rosotti, R. Booth, S. Facchini, J. D. Ilee, C. M. Johns-Krull, M. Kama, F. Meru