Questi 10 esopianeti super estremi sono fuori dal mondo

È quasi difficile credere che fino ai primi anni '90 gli astronomi non avessero ancora scoperto un pianeta al di fuori del sistema solare (si apre in una nuova scheda).

Anche se gli scienziati erano certi che altre stelle orbitassero attorno ad altre stelle, c'erano poche prove di altri sistemi planetari fino alla scoperta di due pianeti extrasolari o esopianeti (si apre in una nuova scheda) in orbita attorno alla pulsar (si apre in una nuova scheda) PSR 1257+12 nel 1992 di Aleksander Wolszczan e Dale Frail, come registrato nella rivista Nature (si apre in una nuova scheda) .

Questa scoperta iniziale è stata presto seguita dall'osservazione di 51 Pegasi b il primo esopianeta scoperto intorno a una stella simile al sole nel 1995 (si apre in una nuova scheda), per il quale gli astronomi Michel Mayor e Didier Queloz hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica 2019.

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Dal 1995, il nostro catalogo di esopianeti si è rapidamente ampliato. Ora abbiamo confermato oltre 4.000 mondi al di fuori del nostro sistema solare, con altri 7.000 circa sospetti in attesa di essere classificati, secondo la NASA (si apre in una nuova scheda).

Con il miglioramento dei nostri metodi di osservazione, questo processo di scoperta è appena iniziato. E entro la fine dell'anno, verrà lanciato il James Webb This Web Telescope (opens in new tab) (JWST), con parte della sua missione dedicata alla ricerca di esopianeti.

Un fattore sorprendente ha iniziato a presentarsi man mano che impariamo di più sui mondi al di fuori del sistema solare; l'universo è strano. Molto strano. Dai mondi in cui piovono ferro e vetro ai mondi di diamanti e ai pianeti che sono sfuggiti alla presa delle loro stelle madri, il nostro catalogo di esopianeti in crescita dimostra che il nostro sistema solare è noioso in modo rassicurante.

WASP-76b: L'esopianeta che fa piovere ferro fuso

Il lato notturno di WASP-76 b potrebbe essere più fresco, ma non è più accogliente. Questa illustrazione mostra le piogge di ferro che bombardano la superficie del pianeta. (Credito immagine: ESO/M. Kornmesser) (si apre in una nuova scheda)

Avvistato nel 2013 (si apre in una nuova scheda) e ulteriormente studiato dallo strumento ESPRESSO (si apre in una nuova scheda) sul Very Large Telescope (si apre in una nuova scheda) nel 2020, WASP-76b è un pianeta bloccato dalle maree rispetto al suo genitore stella BD+01 316. Ciò significa che un lato del pianeta è permanentemente rivolto verso la stella provocando temperature torride di circa 4.532 gradi F (2.500 gradi C) abbastanza calde da vaporizzare il ferro.

Il lato rivolto verso la stella di WASP-76b è arrostito da radiazioni migliaia di volte più intense di quelle che la Terra riceve dal sole (si apre in una nuova scheda), mentre il lato rivolto verso la stella di tipo F sperimenta una notte perpetua. Eppure, anche se il "lato diurno" del pianeta sperimenta temperature infernali, ciò non significa che le condizioni sul "lato notturno" siano una passeggiata nel parco.

Il lato di WASP-76b che è rivolto lontano dalla stella madre del pianeta è più freddo di almeno 1.832 gradi F (1.000 gradi C), ma questo significa che quando i vapori di ferro vengono trasportati attraverso l'emisfero da forti venti, si raffreddano formando liquido goccioline. Queste goccioline di ferro fuso poi cadono, bombardando il lato più freddo del pianeta.

L'indizio chiave che ha permesso agli astronomi di scoprire la presenza di queste piogge di ferro è arrivato quando lo strumento ESPRESSO è stato utilizzato per indagare sull'atmosfera di WASP-76b e nessuna traccia dell'elemento è stata trovata su un lato del mondo. WASP-76b non è l'unico pianeta che sperimenta piogge da incubo di questa natura. Come spesso accade con gli esopianeti, ulteriori scoperte non solo alzano la posta, ma rendono le cose molto più strane.

HD 189733 b: Piogge di vetro fuso

Un'idea artistica di HD 189733 b, un bellissimo marmo gigante che non dà alcun accenno alle sue condizioni meteorologiche mortali. (Credito immagine: NASA, ESA, M. Kornmesser) (si apre in una nuova scheda)

Da questo Web, HD 189733 b (si apre in una nuova scheda) potrebbe sembrare un mondo bellissimo e tranquillo, simile a un gigantesco marmo blu vetroso. Con gli esopianeti, tuttavia, le apparenze possono essere ingannevoli, e questo è sicuramente il caso di questo pianeta gigante gassoso che completa un'orbita della sua stella in soli 2,2 giorni.

In effetti, la sua bellissima tonalità blu deriva dal suo clima mortale, in particolare dalle piogge di vetro fuso che colpiscono la superficie del pianeta. Tuttavia, questa non è l'estensione delle condizioni meteorologiche quasi maniacali dei pianeti. L'esopianeta scoperto nel 2005 sia dall'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA (si apre in una nuova scheda) che dai telescopi a raggi X di Newton XMM dell'ESA sperimenta anche venti di circa 5.600 miglia (9.000 chilometri) all'ora. Questi venti supersonici fanno sì che le piogge di vetro degli esopianeti si pieghino lateralmente verso il suolo anziché semplicemente cadere, raccogliendo anche particelle di silicato, trasformandole in proiettili microscopici.

Tuttavia, HD 189733 b non è interessante solo per gli astronomi a causa del suo clima insolito e pericoloso. È stato osservato che l'esopianeta gigante possiede un'atmosfera molto più grande di quanto gli scienziati si aspetterebbero da un mondo del genere, secondo la NASA (si apre in una nuova scheda). Questa atmosfera estesa lavora per catturare più della considerevole radiazione che HD 189733 b riceve dalle sue stelle madri grazie alla sua orbita pericolosamente vicina, il che significa che il gigante gassoso sperimenta temperature fino a 1.700 gradi F (930 gradi C).

Il fatto che l'atmosfera dell'esopianeta stia catturando così tanta radiazione intensa dalle stelle del sistema binario HD 189733 (si apre in una nuova scheda) significa che viene rapidamente strappato via a Questa Rete. Tuttavia, potrebbe non essere tutto perduto, poiché un altro esopianeta estremo dimostra che le atmosfere a volte impoverite hanno una seconda possibilità.

Gliese 1132b: Il pianeta che ha sviluppato una seconda atmosfera

Un'impressione artistica di Gliese 1132 b un esopianeta che è stato spogliato di un'atmosfera e poi, in modo unico, ne è cresciuto un altro. (Credito immagine: NASA, ESA e R. Hurt (IPAC/Caltech)) (si apre in una nuova scheda)

Gliese 1132 b è simile alla Terra in un numero impressionante di modi. Il suo raggio è solo leggermente più grande, così come la sua massa. Anche la sua età di 4,5 miliardi di anni è simile a quella del nostro pianeta. Ma questo mondo ha una differenza sorprendente, orbita molto più vicino alla sua stella madre nana rossa (si apre in una nuova scheda), completando un'orbita in soli 1,6 giorni terrestri. Questa vicinanza fa sì che Gliese 1132 b sperimenti una temperatura superficiale molto più alta rispetto al nostro pianeta a 278 gradi F (137 gradi C), con l'intensa radiazione che spoglia l'atmosfera dell'esopianeta.

Eppure, gli astronomi hanno recentemente scoperto che qualcosa di straordinario sta accadendo a Gliese 1132 b. L'influenza gravitazionale della sua stella più grande del 20% rispetto al sole crea intense forze di marea che comprimono e allungano il pianeta. Questa "flessione" dà origine a una violenta attività vulcanica e fa sì che i gas si precipitino sulla superficie del mondo.

Questi gas stanno costruendo al mondo una seconda atmosfera, secondo la NASA (si apre in una nuova scheda). Anche se questo è di per sé eccitante essendo la prima volta che gli astronomi hanno avvistato qualcosa di simile, l'atmosfera "ricrescita" dovuta alla sua origine offre anche agli astrogeologi un'opportunità unica di studiare la composizione chimica interna di un esopianeta per procura.

Kepler-10b: In una galassia molto, molto lontana

La superficie lavica di Kepler 10 b ha fatto paragoni con il pianeta Mustafar nel franchise di Star Wars. Sicuramente non è il posto migliore per una battaglia con la spada laser. (Credito immagine: NASA/Kepler Mission/Dana Berry) (si apre in una nuova scheda)

Kepler-10b (si apre in una nuova scheda) orbita vicino alla sua stella ospite simile al sole a una distanza che è un ventesimo dell'orbita di Mercurio (si apre in una nuova scheda) . Ciò si traduce in un'orbita inferiore a un giorno terrestre e una temperatura superficiale superiore a 2.372 gradi F (1.300 gradi C).

Poiché Kepler-10 b scoperto nel 2011 (si apre in una nuova scheda) dal telescopio Kepler è vincolato alla sua stella, crea anche goccioline di ferro e silicati fusi. La superficie del pianeta è probabilmente ricoperta di lava molto più calda di quella che si trova sulla Terra. Poiché la forte radiazione della sua stella ospite ha strappato via la sua atmosfera, queste goccioline su Kepler-10b non cadranno sul lato notturno del pianeta, ma saranno invece spazzate via dalla sua superficie dai venti stellari, dandogli una coda infuocata.

Kepler-10 b non è l'unico mondo di lava scoperto dal telescopio Kepler. Nel 2013, il telescopio This Web ha anche trovato l'esopianeta Kepler-78b (si apre in una nuova scheda) 40 volte più vicino alla sua stella ospite di Mercurio, che completa un'orbita completa nel giro di poche ore. Il risultato è un mondo simile alla Terra dominato dalla lava che è stato descritto dall'astronomo Dimitar Sasselov come "un abominio".

Data la loro superficie di lava bollente, non sorprende che questi esopianeti siano stati paragonati a Mustafar, il pianeta del franchise di Star Wars (si apre in una nuova scheda) che ospita un duello con la spada laser tra Obi-Wan Kenobi e Anakin Skywalker. La lava di quel mondo immaginario provoca ferite orribili al giovane Jedi che lo costringono a indossare l'iconica armatura nera e il respiratore di Darth Vader. Forse quando si considera un mondo in cui tenere un duello all'ultimo sangue, potrebbe essere consigliabile un luogo che offra un clima più fresco. Fortunatamente, alcuni esopianeti offrono condizioni radicalmente divergenti.

Upsilon Andromeda b: Un mondo di fuoco e ghiaccio

Upsilon Andromeda b è un esopianeta con temperature estreme. Il suo lato diurno, che si trova costantemente di fronte alla sua stella madre, ha temperature infernali, mentre il suo lato notturno è sotto lo zero. (Credito immagine: NASA/JPL-Caltech) (si apre in una nuova scheda)

Upsilon Andromeda b (si apre in una nuova scheda) è un altro esopianeta che è probabilmente legato alle maree alla sua stella ospite, completando un'orbita in poco meno di cinque giorni. Ciò che rende questo pianeta, precedentemente noto come Saffar, un mondo estremo è la differenza radicale di temperatura tra il suo lato diurno e quello notturno.

Mentre il lato diurno sperimenta temperature fino a 2.912 gradi F (1.600 gradi C), il lato notturno è notevolmente più fresco, raggiungendo temperature fino a meno 4 gradi F (meno 20 gradi C). Ciò significa che passare l'emisfero di questo mondo potrebbe essere considerato equivalente a saltare in un vulcano.

Anche se questo non è affatto l'unico Giove caldo bloccato dalle maree, gli altri che abbiamo scoperto non sembrano presentare disparità di temperatura così radicali tra i loro lati rivolti verso le stelle e quelli che ignorano le stelle. Il motivo per cui questo esopianeta sperimenta una differenza di temperatura così radicale potrebbe essere dovuto alle enormi dimensioni della sua stella madre Upsilon Andromedae A, o al fatto che la stella possiede un punto caldo quasi direttamente "sopra" questo esopianeta, secondo la NASA (si apre in nuova scheda) .

A questo punto, potresti avere l'impressione che tutti gli esopianeti siano mondi caldi e violenti che esistono vicino alle loro stelle madri. Il fatto è che più l'orbita di un pianeta lo avvicina alla sua stella ospite, più è facile individuarlo. Ciò significa che il catalogo degli esopianeti è pieno di mondi più grandi che hanno orbite strette. Ci sono alcune eccezioni degne di nota, tuttavia.

HR 5183 b: Il pianeta del colpo di frusta

La grafica animata mostra la bizzarra orbita ad anello del pianeta alieno HR 5183 b rispetto alle orbite dei pianeti nel nostro sistema solare. (Credito immagine: Osservatorio WM Keck/Adam Makarenko) (si apre in una nuova scheda)

In termini di scoperte di esopianeti, HR 5183 b (si apre in una nuova scheda) un "Super-Giove" tre volte la massa del pianeta più grande del sistema solare è unico, poiché la sua orbita è altamente eccentrica, sia letteralmente che figurativamente. Mentre la maggior parte dei pianeti traccia un'orbita prevalentemente circolare, questo gigante gassoso traccia un'orbita a forma di uovo attorno alla sua stella madre HR 5183, secondo gli astronomi del Caltech (si apre in una nuova scheda).

Gli astronomi hanno scoperto l'esopianeta dalla minuscola oscillazione che la sua gravità provoca sulla sua stella madre, che a sua volta provoca un calo di luminosità. Il processo ha richiesto 20 anni incredibili di osservazioni con tre telescopi, incluso l'Osservatorio WM Keck delle Hawaii (si apre in una nuova scheda). Nonostante questo lungo periodo di osservazione, dobbiamo ancora vedere il mondo completare un'orbita completa, con i ricercatori che stimano che ciò potrebbe richiedere dai 45 ai 100 anni terrestri, probabilmente 74 anni.

Se HR 5183 b dovesse seguire la sua orbita nel sistema solare, passerebbe più vicino al sole che a Giove (si apre in una nuova scheda) e quindi si sposterebbe ai bordi esterni del nostro sistema planetario oscillando oltre Nettuno (si apre in una nuova scheda) . Orbite altamente eccentriche come questa sono state osservate in precedenza, ma normalmente da pianeti e altri oggetti che sono molto più vicini alle loro stelle ospiti.

Se la libera associazione di HR 5183 b con la sua stella madre è qualcosa di sorprendente, alcuni mondi sono andati anche oltre, dissociandosi completamente dalle loro stelle madri per vagare nell'universo da soli.

OGLE-2016-BLG-1928: Diventare canaglia

Un'impressione artistica di un evento di microlente che potrebbe aiutare gli astronomi a individuare esopianeti canaglia come OGLE-2016-BLG-1928. (Credito immagine: Jan Skowron / Osservatorio astronomico, Università di Varsavia) (si apre in una nuova scheda)

Gli astronomi ritengono che la Via Lattea (si apre in una nuova scheda) potrebbe pullulare di esopianeti orfani cosmici (si apre in una nuova scheda) che si sono liberati dalle loro stelle madri per vagare da soli nelle loro galassie. Si ritiene che questi pianeti si formino in modo tradizionale attorno alle stelle, ma in seguito vengono lanciati via dalle interazioni gravitazionali con altri pianeti.

Poiché gli esopianeti vengono solitamente individuati attraverso l'effetto che hanno sulle stelle che li ospitano, questo rende quasi impossibile individuare questi pianeti senzatetto. Ciò è particolarmente vero quando sono pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra. Questo è ciò che rende così speciale la scoperta dell'esopianeta canaglia OGLE-2016-BLG-1928 mentre vaga per la Via Lattea. Sebbene non sia il primo pianeta canaglia ad essere scoperto, è il più piccolo, con altri esempi di dimensioni molto simili a Giove.

Il mondo terrestre canaglia è stato individuato (si apre in una nuova scheda) alla fine del 2020 utilizzando una tecnica chiamata microlensing gravitazionale, la deflessione e la focalizzazione della luce da una stella lontana mentre un oggetto le passa davanti. La durata del cambiamento nel profilo luminoso di queste sorgenti lontane aumenta con la massa dell'oggetto intermedio. Il disturbo (si apre in una nuova scheda) causato da OGLE-2016-BLG-1928 è durato solo 41 minuti, dicendo così agli astronomi che era il più piccolo canaglia individuato finora con questo metodo. OGLE-2016-BLG-1928 è notevole per la sua mancanza di associazione con un sistema planetario, ma per altri esopianeti, è questa relazione che crea qualcosa di speciale.

Il sistema TOI-178: un sistema di armonia e caos

Rappresentazione artistica del sistema TOI-178. (Credito immagine: ESA) (si apre in una nuova scheda)

A prima vista, il sistema planetario TOI-178 potrebbe assomigliare a qualsiasi altro insieme di mondi. Ma un'osservazione più ravvicinata e prolungata rivela che almeno cinque dei sei mondi di questo sistema sono bloccati in una danza ritmica l'uno con l'altro.

I cinque pianeti esterni esistono in una risonanza 18:9:6:4:3. Ciò significa che il primo esopianeta della catena, il secondo più vicino alla stella in generale, completa 18 orbite mentre il secondo della catena ne completa nove, il terzo ne completa sei e il quarto ne completa 4 e il quinto il sesto pianeta in totale completa tre orbite. Ciò significa che i pianeti si allineano a intervalli regolari mentre orbitano attorno alla loro stella ospite nana arancione.

Questa complessa catena di risonanza probabilmente indica un sistema planetario che è rimasto indisturbato dalle interazioni gravitazionali o dalle collisioni con altri sistemi sin dalla sua formazione. Ciò significa che il sistema potrebbe essere cruciale nello studio di come si formano ed evolvono i sistemi planetari.

Eppure, dove troviamo l'ordine nel cosmo, spesso c'è anche il caos. Le composizioni dei pianeti che compongono il sistema TOI-178 non mostrano l'armonia esibita dal loro movimento. Accanto a un denso mondo terrestre simile alla Terra c'è un pianeta a bassa densità "gonfio", seguito da un esopianeta con una densità simile a quella di Nettuno.

55 Cancri e: L'esopianeta più prezioso dell'universo

Rappresentazione artistica di 55 Cancri e. La super-Terra calda fusa 55 Cancri e potrebbe essere l'oggetto più prezioso dell'universo se le teorie secondo cui è composta da diamante sono corrette. (Credito immagine: ESA/Hubble, M. Kornmesser) (si apre in una nuova scheda)

Un'altra stella che orbita vicino alle sue stelle ospiti, impiegando meno di 18 ore per completare un'orbita, 55 Cancri e è anche inospitale e raggiunge temperature elevate fino a 4.172 gradi F (2.300 gradi C). Ma ciò che distingue davvero questo mondo è la sua composizione, che rende l'esopianeta, formalmente noto come Janssen (si apre in una nuova scheda), forse l'oggetto convenzionalmente più prezioso dell'universo.

Il fatto che 55 Cancri e sia grande il doppio della Terra, ma abbia quasi 9 volte la massa, ha portato gli astronomi a proporre che questa Super-Terra potesse essere composta da carbonio ad alta pressione sotto forma di grafite e diamante mescolato con del ferro e altro elementi, secondo la NASA (si apre in una nuova scheda) .

Il valore stimato di 55 Cancri e è stimato a 384 quadrilioni di volte in più dell'intero prodotto interno lordo (PIL) della Terra, valutato a 70 USD nel 2011. Alcuni astrofisici suggeriscono che tali mondi di diamanti potrebbero formarsi abbastanza regolarmente quando si formano nuvole di polvere protoplanetarie che contenevano alti rapporti di collasso del carbonio per formare pianeti.

L'idea che 55 Cancri e sia fatta di diamante è stata contestata da quando l'esopianeta è stato scoperto per la prima volta nel 2004, entrando e perdendo favore, dimostrando che i diamanti potrebbero non essere per sempre. Eppure, nonostante tutti questi mondi estremi, gli esopianeti più straordinari potrebbero essere ancora là fuori da scoprire e potrebbero esistere in sistemi del genere che non abbiamo mai incontrato prima.

Blanets: gli esopianeti estremi dei buchi neri

Rappresentazione artistica di un buco nero visto da un pianeta in orbita. (Credito immagine: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRERY) (si apre in una nuova scheda)

Gli esopianeti più estremi potrebbero non formarsi affatto attorno alle stelle, ma potrebbero invece orbitare attorno a buchi neri supermassicci. I pianeti formati dal collasso gravitazionale di aree iperdense di nubi protoplanetarie di gas di polvere e buchi neri supermassicci nel cuore dei nuclei galattici attivi (si apre in una nuova scheda) (AGN) si trovano al centro di enormi dischi ribollenti di tali materiali.

Attualmente, non ci sono prove che tali pianeti o "blanet" in orbita attorno a un buco nero esistano effettivamente, ma recenti ricerche che modellano la dinamica di questi dischi di gas e polvere suggeriscono che in determinate condizioni la formazione di pianeti dovrebbe avvenire in tali regioni. Se si verificassero tali processi, i blanet si formerebbero molto più lontano dai buchi neri supermassicci (si apre in una nuova scheda) rispetto alla maggior parte dei pianeti dalla loro stella madre. Così distante, infatti, che potrebbe volerci un milione di anni prima che un mondo del genere completi un'orbita!

Le radiazioni dell'AGN potrebbero aiutare a fornire una fornitura costante di materiale fresco per la formazione di blanet, con il risultato di ciò potrebbe essere una formazione in fuga, il che significa che le blanet potrebbero raggiungere dimensioni molto più titaniche rispetto agli esopianeti "normali". È meno probabile che i Blanet condividano altre somiglianze con la Terra o Giove, il che significa classi completamente nuove di oggetti astronomici oltre ai giganti gassosi e ai mondi terrestri da indagare.

Con l'AGN più vicino esistente oltre i limiti delle attuali indagini sugli esopianeti, la scoperta dei blanet potrebbe dover aspettare. Fino ad allora, l'astronomia fornirà una carrellata di scoperte di esopianeti che sfideranno la nostra crescente comprensione dell'universo e ridefiniranno il nostro posto al suo interno.

Questo articolo è stato adattato da una versione precedente pubblicata sulla rivista All About This Web, una pubblicazione di Future Ltd..

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