Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta una possibile ricostruzione del sistema della stella nana ultrafredda TRAPPIST-1 che ha portato all’attuale configurazione dei suoi sette pianeti rocciosi (Immagine NASA/JPL-Caltech). Un team di ricercatori ha esaminato le loro orbite e in particolare le loro risonanze orbitali concludendo che i pianeti si sono formati in due fasi in un disco protoplanetario diviso in due parti. Inizialmente ciò ha portato alla formazione di due sottosistemi planetari e solo successivamente vi sono state migrazioni planetarie con influenze tra vari pianeti che hanno portato alla situazione attuale.

Fin dalla conferma della presenza di sette pianeti rocciosi, avvenuta nel febbraio 2017, il sistema di TRAPPIST-1 è diventato una sorta di laboratorio cosmico usato per condurre diversi tipi di ricerca astronomica. Oggi oltre 5.000 esopianeti sono conosciuti e nel corso degli anni gli astronomi hanno sviluppato diversi modelli per spiegare la loro formazione ed evoluzione.

Un argomento di ricerca astronomica riguarda la migrazione planetaria, causata dall’influenza che diversi pianeti possono esercitare l’uno sull’altro. Questo argomento è legato a quello della risonanza orbitale dato che le influenze gravitazionali tendono a portare i pianeti in posizioni con certe distanze l’uno dall’altro. Tuttavia, a volte la situazione in un sistema planetario è più complessa del solito e ciò è vero anche per il sistema di TRAPPIST-1.

In un sistema composto da pianeti rocciosi, ci si aspetterebbe un rapporto semplice tra i periodi orbitali dei vari pianeti. In parole povere, se il pianeta più interno impiega due giorni per orbitare attorno alla sua stella, ci si aspetterebbe che quello successivo impiegasse tre giorni e così via. Invece di questo rapporto 3:2, quello tra i due pianeti più interni è 8:5 e quello tra il secondo e il terzo pianeta è 5:3.

Secondo gli autori di questo studio, quest’anomalia nella risonanza orbitale dei pianeti interni di TRAPPIST-1 è dovuta alla formazione ed evoluzione di quel sistema planetario. In questa ricostruzione, i quattro pianeti interni si sono inizialmente evoluti separatamente con risonanze orbitali di 3:2 tra i vari vicini. Il quarto pianeta si è spostato verso l’esterno ma è stato successivamente spinto nuovamente verso la sua stella quando i tre pianeti esterni si sono formati, in uno stadio successivo. Ciò avrebbe generato altre influenze gravitazionali sui pianeti interni portando alle risonanze orbitali misurabili ora.

La risonanza orbitale raggiunta, con rapporti che oggi sono di 8:5, 5:3, 3:2, 3:2, 4:3 e 3:2 partendo dalla coppia di pianeti interni, può dare una stabilità a lungo termine. Queste interazioni non costituiscono solo una curiosità scientifica ma hanno anche implicazioni sul clima esistente sui vari pianeti. Ciò perché essi sono in rotazione sincrona con la loro stella e ciò significa che le mostrano sempre la stessa faccia ma le interazioni gravitazionali possono causare una rotazione caotica che a volte modifica quello stato, come spiegato in un articolo pubblicato nell’agosto 2019 sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. Gli astronomi stanno ancora studiando le conseguenze della situazione di questo sistema planetario molto compatto.