Tra le dieci scoperte dell’ultimo decennio, alla POSIZIONE 8 troviamo il telescopio spaziale KEPLER e la sua scoperta di 2662 pianeti extrasolari

Oggi celebriamo il grandioso contributo alla nostra conoscenza dell’Universo dato da uno dei piu’ favolosi e fruttuosi telescopi spaziali mai costruiti, che per quasi tutto il decennio passato scruto’ gli angoli piu’ remoti della Galassia alla ricerca di pianeti gemelli della Terra in orbita attorno ad altre stelle: il telescopio spaziale Kepler.

Dopo quasi 10 anni di osservazioni continue, concluse col termine della missione il 30 Ottobre 2018, Kepler scopri’ la bellezza di 2662 esopianeti! Un patrimonio straordinario, dal quale abbiamo imparato moltissimo sul meccanismo di formazione dei sistemi planetari nella Via Lattea, e che porto’ alla pubblicazione di un numero enorme di articoli scientifici.

Rappresentazione artistica del telescopio spaziale Kepler. Credits: nasa.gov

Stella che vai… pianeta che trovi

Di particolare rilevanza fu uno studio che venne pubblicato su Nature nel Giugno 2012, che presento’ i dati di 226 pianeti scoperti nei primi anni della missione Kepler. Ebbene, si scopri’ che la quasi totalita’ degli esopianeti giganti gassosi si trovava attorno a stelle composte da un’alta quantita’ di “metalli”, con una concentrazione compresa tra una e tre volte quella solare. Ricordo che, in Astronomia, con il termine “metalli” si intende ogni elemento chimico piu’ pesante dell’elio, soprattutto gli elementi tra questi piu’ abbondanti nella Galassia, ovvero carbonio, azoto, ossigeno, magnesio, silicio e ferro. Al contrario, i pianeti di dimensione simile alla Terra si trovavano anche attorno a stelle la cui composizione chimica presentava una concentrazione di metalli molto piu’ bassa, fino a un quarto di quella del Sole. Da questi risultati imparammo tantissimo, che potremmo riassumere in tre punti principali:

  1. Per quanto riguarda i pianeti giganti gassosi, venne confermato come essi tendano a formarsi da nubi proto-stellari ad alto contenuto di metalli. Cio’ consente la formazione di nuclei rocciosi, che richiedono grandi quantita’ di elementi come magnesio, silicio e ferro, fino a circa dieci volte la massa della Terra. In questo modo, tali nuclei accumuleranno gravitazionalmente in modo molto efficiente un involucro di gas, fino a divenire giganti gassosi.
  2. I dati di Kepler hanno confermato che i dischi di gas intorno alle stelle giovani si dissipano entro pochi milioni di anni. Cio’ vuol dire che per consentire la formazione di un gigante gassoso, il suo nucleo roccioso deve raggiungere una massa di circa dieci masse terrestri (come menzionato nel primo punto) entro quel tempo. Di conseguenza, i pianeti che si formano in ambienti a bassa metallicità potrebbero non raggiungere masse del nucleo sufficientemente grandi prima della dissipazione del disco di gas, il che potrebbe spiegare perché troviamo pochissimi giganti gassosi rispetto a pianeti piu’ simili alla Terra attorno a stelle a basso contenuto di metalli.
  3. Visto che almeno dal punto di vista chimico, i pianeti simili alla Terra non richiedono condizioni cosi’ particolari per la loro formazione, essi potrebbero essere diffusi in modo piuttosto omogeneo nel disco della nostra Galassia.

Fonti:

Buchhave, L., Latham, D., Johansen, A. et al.; “An abundance of small exoplanets around stars with a wide range of metallicities”. Nature 486, 375–377 (2012). https://doi.org/10.1038/nature11121

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