circumbinari

Di mondi come Tatooine, il celebre pianeta con due soli della saga di Star Wars, potrebbe essere pieno l'Universo. Non è un'ipotesi romantica, ma il risultato di una ricerca seria condotta dagli scienziati del Jeremiah Horrocks Institute dell'Università del Lancashire, nel Regno Unito. Secondo questo nuovo studio, pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, i pianeti circumbinari, cioè quelli che orbitano attorno a coppie di stelle, sarebbero molto più diffusi di quanto la comunità scientifica abbia creduto fino ad oggi. E la cosa davvero sorprendente è che la presenza di due stelle, lungi dall'essere un ostacolo, faciliterebbe la formazione di pianeti simili a Giove. Un ribaltamento netto rispetto alle teorie più consolidate. Per anni, infatti, gli astronomi hanno dato quasi per scontato che i sistemi binari fossero ambienti ostili per la nascita di nuovi mondi. Il ragionamento era semplice: due stelle che ruotano l'una intorno all'altra generano un campo gravitazionale talmente turbolento da impedire a polveri e gas di aggregarsi in corpi celesti stabili. Una specie di tiro alla fune cosmico permanente. La ricerca guidata da Matthew Teasdale, autore principale dello studio, ha però dimostrato che questa visione è quantomeno incompleta. Grazie a sofisticate simulazioni computerizzate, il team ha ricostruito l'evoluzione dei dischi protoplanetari, quelle enormi strutture di gas e polveri che circondano le stelle giovani, e ha scoperto qualcosa di inatteso. Dal caos nasce un ordine: come si formano i pianeti nei sistemi a due soli Quello che emerge dal modello è che i dischi protoplanetari nei sistemi binari si dividono essenzialmente in due zone. La regione più vicina alle stelle è effettivamente proibita: le forze gravitazionali sono troppo intense e caotiche perché la materia possa aggregarsi. Fin qui, niente di nuovo. Ma superata una certa distanza, il disco riesce a frammentarsi sotto il proprio peso attraverso un fenomeno chiamato instabilità gravitazionale. In pratica, la materia collassa e forma grumi destinati a diventare pianeti primordiali. E il campo gravitazionale asimmetrico generato dalle due stelle, paradossalmente, rende questo processo ancora più efficiente rispetto a quanto accade attorno a stelle singole. "Quello che stiamo scoprendo è che possono essere estremamente produttivi", ha spiegato Dimitris Stamatellos, professore di astrofisica dell'Università del Lancashire e coautore dello studio. "Una volta superata la zona proibita, i pianeti possono formarsi rapidamente e in gran numero". In particolare, questi sistemi sembrano favorire la nascita di giganti gassosi, pianeti massicci composti prevalentemente da idrogeno ed elio. Le simulazioni indicano che i futuri pianeti tendono a formarsi lontano dalle stelle madri, spesso oltre le 50 unità astronomiche (una unità astronomica corrisponde alla distanza media tra la Terra e il Sole, circa 150 milioni di chilometri), nelle zone più remote e fredde del sistema. Le basse temperature contribuiscono a definire le caratteristiche di questi mondi, che alla nascita tendono ad avere masse più contenute rispetto a una stella e a restare nel sistema come giganti gassosi. L'evoluzione in nane brune, cioè corpi celesti a metà strada tra un pianeta e una stella, risulta invece meno probabile. Pianeti erranti e nuove frontiere dell'osservazione Il modello evidenzia anche un fenomeno affascinante. Tra sovrappopolazione planetaria e dinamiche gravitazionali complesse, alcuni corpi celesti possono essere letteralmente scagliati fuori dal sistema d'origine, con velocità di espulsione che arrivano anche a migliaia di chilometri al secondo. Diventano così pianeti erranti, oggetti solitari che vagano nel vuoto interstellare senza essere legati ad alcuna stella. Nelle simulazioni, la produzione di questi mondi vagabondi da parte di sistemi binari è risultata significativamente più alta rispetto a quanto avviene nei sistemi con una sola stella. Un dato che suggerisce come questo meccanismo contribuisca in larga parte a formare la popolazione di pianeti orfani della nostra galassia. Di pianeti circumbinari confermati, al momento, se ne conoscono solo una cinquantina. Alcuni hanno proprio le caratteristiche previste dal nuovo modello: orbite ampie, lontane dalle stelle madri. Ora gli scienziati sanno dove puntare gli strumenti più potenti a disposizione, come il James Webb Space Telescope o il futuro Extremely Large Telescope, alla ricerca di queste prolifiche nursery di pianeti. L'obiettivo è osservare direttamente quanto previsto dalle simulazioni, dalla frammentazione del disco protoplanetario alla formazione di un nuovo mondo intorno a due soli, esattamente come il Tatooine che tutti conoscono dal grande schermo.

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Sistemi binari: i pianeti come Tatooine potrebbero essere ovunque