Un impatto cosmico potrebbe aver generato i gemelli diversi nel sistema di Kepler-107

Concetto artistico di impatto tra protopianeti (Immagine Nasa/JPL-Caltech modificata)
Concetto artistico di impatto tra protopianeti (Immagine Nasa/JPL-Caltech modificata)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” descrive uno studio riguardante due super-Terre nel sistema della stella Kepler-107 che hanno dimensioni simili ma densità molto diverse che indicano una composizione chimica molto diversa. Un team di ricercatori guidato da Aldo Bonomo dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Torino che include altri ricercatori italiani ha usato lo spettrografo HARPS-N installato sul Telescopio nazionale Galileo (TNG) alle Isole Canarie per esaminare i pianeti Kepler-107b e Kepler-107c e concludere che probabilmente le notevoli differenze tra di essi sono dovute a un impatto primordiale.

Distante circa 1.740 anni luce dalla Terra, la stella Kepler-107 è un po’ più grande del Sole ed emette una quantità un po’ superiore di energia. Finora nel suo sistema sono stati scoperti 4 pianeti, tutti molto vicini ad essa con la conseguenza che sono tutti molto caldi e quindi anche se fossero tutti pianeti rocciosi le condizioni sulla loro superficie sarebbero davvero infernali e inospitali per forme di vita simili a quelle terrestri.

I due pianeti più interni, la cui distanza media dalla loro stella è rispettivamente di circa 6,7 e 9 milioni di chilometri, hanno una dimensione simile, stimata attorno a 1,5-1,6 volte quella della Terra. Le loro orbite sono molto vicine perciò ci si aspetterebbe due gemelli, con caratteristiche molto simili, invece sono risultati essere due gemelli ben diversi.

I ricercatori hanno studiato il sistema di Kepler-107 per tre anni usando lo spettrografo HARPS-N (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher for the Northern emisphere) sul TNG, che ha proprio lo scopo di studiare le caratteristiche di esopianeti di tipo roccioso. Sfruttando i passaggi di fronte alla loro stella degli esopianeti Kepler-107b e Kepler-107c, il cui anno dura circa 3,3 e 4,9 giorni terrestri, e le oscillazioni che provocano su di essa con i loro movimenti, è stato possibile calcolare le loro dimensioni e le loro masse, permettendo di ottenere la loro densità.

La sorpresa è arrivato quando i dati hanno mostrato che Kepler-107c ha una massa che è circa nove volte quella della Terra mentre Kepler-107b ha una massa che è circa tre volte quella della Terra, una differenza enorme. Anche tenendo conto che c’è una differenza nelle loro dimensioni la densità di Kepler-107c è più che doppia di quella del gemello. Ciò suggerisce che Kepler-107c abbia un nucleo di ferro più grande rispetto a quello del pianeta gemello ma la questione andava studiata per trovare una spiegazione.

L’evoluzione di un pianeta può essere influenzata dalla perdita di materiali causata da emissioni di raggi X e ultravioletti estremi (in inglese extreme ultraviolet, XUV) da parte della sua stella. In questo caso, i pianeti sono molto vicini a Kepler-107 ma se quella fosse la causa Kepler-107b dovrebbe essere quello più denso perché le emissioni stellari spazzano via gli elementi e i composti più leggeri lasciando quelli più pesanti. Per questo motivo i ricercatori hanno considerato più probabile l’ipotesi dell’impatto.

Una collisione di un pianeta delle dimensioni di Marte con la Terra primordiale è probabilmente all’origine della Luna e anche la coppia Plutone-Caronte potrebbe essere la conseguenza di un impatto. Anche altri pianeti del sistema solare hanno caratteristiche che potrebbero essere conseguenze di impatti ma Kepler-107c potrebbe essere il primo esopianeta per il quale ci sono indizi di quel tipo di evento.

Secondo i ricercatori, poco dopo la sua formazione, l’esopianeta Kepler-107c potrebbe essere stato colpito da un altro pianeta di massa simile o da più protopianeti di massa decisamente inferiore. Se il suo mantello è stato fatto a pezzi la quantità dii silicati che lo componevano in origine potrebbe essersi ridotta rispetto al ferro, che è invece aumentato, rendendolo più denso.

Quest’interessante studio mostra nuove possibilità negli studi degli esopianeti. Per capirne le caratteristiche è necessario cercare anche di ricostruirne la storia perciò il caso di Kepler-107c potrebbe essere solo il primo di molti, anche pensando che strumenti come Gaia e TESS stanno aumentando le informazioni che possono essere raccolte e altri strumenti verranno aggiunti nei prossimi anni.

2 Comments


  1. 1740 anni luce, dietro l’angolo dai 😀

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