L’astrofisico Markus Mugrauer scopre numerosi sistemi stellari multipli con esopianeti


Basandosi sui dati della seconda release del telescopio spaziale Gaia dell’Esa, Markus Mugrauer dell’Università di Jena (Germania) ha analizzato un campione di oltre 200 sistemi planetari con due, tre, e perfino quattro stelle.

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HIP116454 è una stella nella costellazione dei Pesci ed è a circa 200 anni luce dalla Terra. La stella è accompagnata da una nana bianca (B) significativamente più debole.

La Terra è l’unico pianeta abitabile dell’universo o ci sono altri mondi da qualche parte là fuori che sono in grado di sostenere la vita? E se ci sono, come potrebbero essere? Nel tentativo di rispondere a queste domande fondamentali, gli scienziati stanno cercando nello spazio gli esopianeti: mondi lontani che orbitano attorno ad altre stelle al di fuori del nostro sistema solare.

Ad oggi sono noti più di 4.000 esopianeti, la maggior parte dei quali orbitano intorno a singole stelle come il nostro Sole. Ora l’astrofisico Dr. Markus Mugrauer della Friedrich Schiller University di Jena ha scoperto e caratterizzato molti nuovi sistemi stellari multipli che contengono esopianeti. 

I risultati confermano che l’esistenza di diverse stelle influenza il processo di formazione e sviluppo dei pianeti. Lo studio di Mugrauer, dell’Istituto Astrofisico e dell’Osservatorio Universitario dell’Università di Jena, è stato pubblicato nella rivista specializzata Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“I sistemi stellari multipli sono molto comuni nella nostra Via Lattea”, spiega Mugrauer. “Se tali sistemi includono pianeti, sono di particolare interesse per l’astrofisica, perché i sistemi planetari in essi possono differire dal nostro sistema solare in modi fondamentali”. 

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Alcune delle stelle prese in esame dallo studio, qui mostrate assieme alle loro compagne (indicate dalle lettere B e C).

Per saperne di più su queste differenze, Mugrauer ha cercato più di 1.300 stelle con esopianeti in orbita per vedere se hanno stelle di compagnia. A tal fine, ha avuto accesso ai dati precisi di osservazione del telescopio spaziale Gaia, gestito dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA).

In questo modo, è riuscito a dimostrare l’esistenza di circa 200 stelle compagne di stelle con pianeti che si trovano fino a 1.600 anni luce dal Sole. Con l’aiuto dei dati, Mugrauer è stato anche in grado di caratterizzare più in dettaglio le stelle compagne e i loro sistemi. Ha scoperto che ci sono sia sistemi stretti con distanze di sole 20 unità astronomiche – che nel nostro sistema solare corrisponde approssimativamente alla distanza tra il Sole e Urano – sia sistemi con stelle che sono oltre 9.000 au l’uno dall’altro.

Le stelle compagne variano anche per quanto riguarda la massa, la temperatura e lo stadio di evoluzione. Le più pesanti pesano 1,4 volte di più del nostro Sole, mentre le più leggere hanno solo l’8% della massa del Sole. La maggior parte delle stelle compagne sono stelle nane di bassa massa, fredde nane rosse che brillano fiocamente.

Tuttavia, tra i deboli compagni stellari sono stati identificate anche otto nane bianche. Una nana bianca è il nucleo bruciato di una stella simile al sole, che è grande solo quanto la nostra Terra, ma pesante la metà del nostro Sole. Queste osservazioni dimostrano che gli esopianeti possono effettivamente sopravvivere allo stadio evolutivo finale di una stella simile al sole nelle sue vicinanze.

La maggior parte dei sistemi stellari con esopianeti identificati nello studio hanno due stelle. Tuttavia, sono stati rilevati circa due dozzine di sistemi stellari gerarchici a tre stelle e persino un sistema stellare quadruplo. Nell’intervallo di distanze studiate, compreso tra circa 20 e 10.000 unità astronomiche, un totale del 15 per cento delle stelle studiate ha almeno una stella di compagnia. Questa è solo circa la metà della frequenza prevista in generale per le stelle di tipo solare. Inoltre, le stelle compagne rilevate mostrano distanze circa cinque volte superiori a quelle dei sistemi ordinari.

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Un sistema stellare a tre stelle a circa 800 anni luce dalla Terra nella costellazione del Leone con la stella ospite planetaria K2-27 (stella luminosa a sinistra). L’immagine è un’immagine composita RGB scattata con PanSTARRS nella banda y- (960 nm), i- (760 nm) e g (480 nm). A destra di esso, la prima stella compagna (A) può essere chiaramente distinta. Appena sotto K2-27 è la seconda stella compagna (C) una nana rossa che brilla debolmente.

“Questi due fattori, presi insieme, potrebbero indicare che l’influenza di diverse stelle in un sistema stellare interrompe il processo di formazione dei pianeta e l’ulteriore sviluppo delle loro orbite”, dice Mugrauer. La causa di questo potrebbe essere innanzitutto l’impatto gravitazionale di un compagno stellare sul disco di gas e polvere in cui i pianeti si formano intorno alla stella ospite. Più tardi, la gravità del compagno stellare influenza il movimento dei pianeti intorno alla stella ospite.

Markus Mugrauer vorrebbe portare avanti il progetto. Anche in futuro, la molteplicità delle nuove stelle ospitanti pianeti scoperte verrebbe studiata utilizzando i dati della missione Gaia e qualsiasi stella compagna rilevata sarebbe caratterizzata con precisione. “Inoltre, combineremo i risultati con quelli di una campagna di osservazione internazionale, che stiamo conducendo sullo stesso argomento presso l’Osservatorio Paranal dell’Osservatorio Europeo del Sud del Cile”, ha aggiunto Mugrauer. “Saremo quindi in grado di indagare la precisa influenza della molteplicità stellare sulla formazione e lo sviluppo dei pianeti”.

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