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Keplero-78b. Il primo pianeta di dimensioni terrestri è un enigma di lava

Keplero-78b. Il primo pianeta di dimensioni terrestri è un mistero oltre ad essere un vero inferno di lava.

E' di questa settimana la notizia, seguita alla pubblicazione di due articoli sulla rivista Nature, della scoperta del primo esopianeta con caratteristiche terrestri; non un pianeta gigante e di natura gassosa come quelli precedenti. La stella attorno cui Keplero-78b (questo il nome del pianeta) orbita, dista da noi circa 400 anni luce e si trova nella costellazione del Cigno. La stella (Keplero-78) è leggermente più piccola e meno massiccia del Sole.
L'osservatorio spaziale Keplero
(®NASA/Kepler mission/Wendy Stenzel)
Nondimeno, come vedremo di seguito, il pianeta è permeato da un alone di mistero visto che ... non dovrebbe essere lì.
La ricerca di esopianeti, da pura materia di fantascienza è diventata negli ultimi anni uno dei filoni della ricerca cosmologica più interessanti grazie all'attività del telescopio spaziale Keplero della NASA. In funzione oramai da quattro anni, Keplero scansiona instancabile lo spazio monitorando simultaneamente, e continuamente, più di 150 mila stelle. La comparazione dei dati raccolti nei diversi momenti permette di rilevare minime variazioni di luminosità, potenzialmente associabili al passaggio di un pianeta "davanti" alla stella osservata.
Facile immaginare come la mole di dati raccolti debba poi essere "ripulita" e confermata con altre osservazioni. Uno dei problemi pratici con cui si scontrano gli astronomi è compensare le misure ottenute inserendo la variabile "variazioni di luminosità associate alla presenza delle macchie solari" (pardon stellari in questo caso). Un calcolo che data la distanza delle stelle osservate necessita di una notevole precisione.
Dal lavoro di ripulitura dei dati preliminari è emerso un pianeta, Keplero-78b, "interessante" sotto molti aspetti. Un risultato derivante dall'attività indipendente di di due gruppi di ricerca di cui uno guidato da un astrofisico svizzero già noto in queste pagine (Francesco Pepe, università di Ginevra e osservatorio delle Canarie) e l'altro guidato da Andrew Howard (università delle Hawaii).
Maggiori informazioni sulle attività di ricerca svolte da questi due gruppi sono disponibili a fondo pagina.
A differenza dell'approccio standard di Keplero basato sulla stima della massa planetaria in funzione della diminuzione della luminosità stellare legata al passaggio del pianeta, i due gruppi di ricerca hanno dedotto la massa del pianeta sfruttando le misurazioni compiute a terra sulla pertubazione gravitazione che il corpo ignoto induce sulla stella.
L'insieme dei dati ottenuti ha permesso di stabilire che Keplero-78b è circa 1,2 volte più grande e 1,7 volte più massiccio della Terra. Data la relazione tra volume e massa, la densità del pianeta risulta essere la stessa di quella terrestre. Un elemento che a sua volta ha permesso ai ricercatori di dedurre che gli elementi principali del pianeta sono roccia e ferro.
Un pianeta infernale
(®D.A. Aguilar - CfA)
Non si tratta però nemmeno lontanamente di un Eden perduto. Il pianeta è sufficientemente vicino alla stella da riuscire a completare la sua orbita in sole 8,5 ore. Si trova infatti ad una distanza incredibilmente vicina alla stella; solo un milione di miglia. Una distanza che fa ipotizzare temperature superficiali al cui confronto Mercurio potrebbe apparire come la tundra siberiana. La temperatura stimata è di circa 2000 gradi, un valore tale che il pianeta più che roccioso dovrebbe essere denominato un inferno di lava.

La nascita del pianeta è il vero mistero. Come afferma David Latham dell' Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) "non abbiamo idea di come si sia formato, quello che è certo è che non durerà a lungo".
Ok, meglio precisare che per un astronomo "non a lungo" vuol dire che il pianeta verrà cancellato dalle maree gravitazionali della vicina stella entro un miliardo di anni.
E' la posizione del pianeta a non essere in accordo con le attuali teorie planetarie.

Se il pianeta si fosse formato nell'orbita attuale, questa si sarebbe trovata "dentro" la stella data la dimensione della stella primigenia. Il che è ovviamente impossibile dato che i pianeti si formano in tutt'altro modo. L'ipotesi alternativa è che per un qualche effetto carambola il pianeta sia stato sbalzato da un orbita esterna verso l'attuale dove viene cotto a fuoco lento. Un po' come succede al pianeta che evapora che avevo descritto in un articolo precedente (qui).
Anche questa ipotesi tuttavia non trova grosso riscontro tra gli studiosi. "Il pianeta sarebbe molto probabilmente finito diritto dentro la stella" afferma Dimitar Sasselov un altro membro del CfA.
Corollario a questa discussione è l'accettazione del fatto che un pianeta del genere avrebbe potuto benissimo esistere nel nostro sistema solare solo che sarebbe stato da tempo inglobato nel Sole.

Per il momento l'enigma rimane. Suggestivo il nome con cui questi pianeti dovrebbero essere catalogati, "pianeti Icaro" data la similitudine (e il destino) con l'eroe della mitologia greca finito abbrustolito per avere volato troppo vicino al Sole.

Uno si potrebbe chiedere per quale motivo gli esopianeti finora identificati abbiano la peculiare caratteristica di essere troppo grandi (del tipo Giove) o rocciosi ma troppo vicini alla stella. Il motivo è purtroppo nell'attuale limite di sensibilità delle misurazioni.
Uno schema di alcuni dei pianeti identificati grazie alla Missione Keplero (i dati sono del 2012)
Perchè un pianeta posto a distanza di centinaia se non migliaia di anni luce dalla Terra possa essere "indirettamente" osservato deve essere sufficientemente grande da diminuire la luminosità misurabile delle stella e/o avere un'orbita sufficientemente prossima ad essa da indurre una alterazione gravitazionale.


(per gli articoli precedenti sul tema esopianeti clicca il tag a destra "esopianeti". Articolo successivo sul tema --> QUI)

Fonti
- An Earth-sized planet with an Earth-like density
F. Pepe et al, Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12768

- A rocky composition for an Earth-sized exoplanet
AW. Howard et al, 2013; doi:10.1038/nature12767

- Extrasolar planets: An infernal Earth
Drake Deming, Nature (2013) doi:10.1038/nature12702

- Scientists Discover the First Earth-Sized Rocky Planet
NASA, news


- Dal 4 a 8 novembre si terrà la Kepler Science Conference (link)

- Institute for astronomy, University of Hawaii

- Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

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