Sistemi binari: espulsioni di pianeti e grandi distruzioni

Un team internazionale di astrofisici ha dimostrato che i sistemi planetari con stelle binarie molto lontane fra di loro sono particolarmente soggetti a distruzioni violente e espulsioni di pianeti nello spazio, più dei sistemi binari con orbite più strette.

A differenza del Sole, molte stelle fanno parte di sistemi binari di stelle – in cui due stelle orbitano l’una attorno all’altra – e la gravità di questi sistemi planetari può essere modificata dalle stelle sorelle. Le orbite delle altre stelle, se sono molto distant,i diventano anche eccentriche e per questo la stella, dopo essersi allontanata, può passare molto vicina agli altri corpi celesti – come i pianeti che girano attorno ad una delle stelle – fino ad arrivare a distruggerli.

“Le orbite stellari dei sistemi binari lontani sono molto sensibili ai disturbi dovuti ai passaggi di altri stelle, così come alla forza di marea della Via Lattea”, ha detto Nathan Kaib, autore di uno studio pubblicato oggi su Nature che descrive i risultati. “In questo modo  le loro orbite stellari cambiano costantemente la loro eccentricità, ossia il loro grado di circolarità. Se un sistema binario dura abbastanza a lungo, si troverà con una elevata eccentricità orbitale.”

Quando un’orbita binaria diventa molto eccentrica, le due stelle passeranno molto vicine, pur essendo molto distanti nell’ellisse. Questo può avere conseguenze disastrose per i pianeti in questi sistemi, in quanto la gravità di una stella che passa loro vicino può cambiare radicalmente le orbite planetarie intorno alla stella: la cosa  potrebbe quindi causare la dispersione dei pianeti e anche la loro espulsione nello spazio interstellare.

I ricercatori hanno realizzato una simulazione al computer utilizzando il nostro sistema solare, inserendo una stella compagna. Nella metà delle simulazioni almeno uno dei quattro pianeti giganti (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) veniva espulso.

“Questo processo richiede centinaia di milioni di anni, se non miliardi di anni, per verificarsi in questi sistemi. Di conseguenza, in questi pianeti si formano i sistemi e si evolvono come se fossero in orbita attorno ad una stella isolata”, ha detto Kaib del Centro Interdisciplinare per l’esplorazione e la ricerca in Astrofisica (CIERA). “E’ solo molto più tardi che cominciano a sentire gli effetti della loro stella compagna, che spesso porta alla rottura del sistema planetario.”

“Abbiamo anche scoperto  che vi sono prove concrete che questo processo avvenga regolarmente nei sistemi planetari extrasolari”, ha detto  Martin Duncan della Queen’s University. Se dunque i pianeti extrasolari hanno ora un’orbita particolarmente eccentrica potrebbe essere dovuta ad un’instabilità relativa ad un sistema binario.

“Le orbite eccentriche planetarie in questi sistemi sono considerati come essenzialmente causate dalla stella compagna,” ha detto Sean N. Raymond, dell’Università di Bordeaux.

Questa scoperta però, vale solo per i pianeti che si trovano ad una distanza 10 volte quella fra la Terra e il Sole. Altrimenti il sistema è compatto e non subisce influenze. 

Recentemente sono stati fotografati dei pianeti molto distanti dalla propria stella. Secondo i ricercatori potrebbe essere un fenomeno abbastanza comune, ma per la maggior parte non ancora rilevato.