Stelle

Può un pianeta essere più grande della sua stella?

>

ricevo domande.

Dopo aver pubblicato un articolo qui sul blog su un pianeta 'superpuff' a densità estremamente bassa, ho ottenuto una domanda interessante su Twitter :

['Abbiamo mai trovato un esopianeta più grande della sua stella ospite? È possibile?']



La mia prima reazione è stata: 'Sì! Tipo.' E poi ci ho pensato un po' di più, e ho capito che la risposta è in realtà, 'Sì! Ma se intendi una stella come il Sole, è improbabile».

Spiegarlo sarebbe un po' troppo per Twitter, ma guarda caso ho un blog! Quindi ecco di più su questo.

Quella prima reazione di tipo era dovuto al pensiero una nana bianca . Questo è il residuo di una stella che una volta era come il Sole ma è morta, perdendo i suoi strati esterni e lasciando dietro di sé solo il nucleo. Quel nucleo, la nana bianca, ha le dimensioni della Terra. Se la stella avesse pianeti più grandi della Terra in orbita attorno ad essa prima di morire, è possibile che alcuni sopravvivano , e ottieni un pianeta più grande della sua stella. In effetti abbiamo visto un sistema come questo, quindi sì, può succedere, e abbiamo finito. Vai tranquillo.

Opera d'arte raffigurante la nana bianca WD 1856 e il suo enorme pianeta, molto più grande della stella stessa. Credito: NASA/JPL-Caltech/NASAIngrandire

Opera d'arte raffigurante la nana bianca WD 1856 e il suo enorme pianeta, molto più grande della stella stessa. Credito: NASA/JPL-Caltech/Godard Space Flight Center della NASA

netflix spider man nel versetto del ragno

Tranne che una nana bianca non è una stella come il sole , non più. Quindi forse questo non conta. Questo mi porta alla mia seconda reazione, in cui un pianeta è più grande della sua stella per una stella come il Sole.

Qual è la differenza? Una nana bianca è morta, non crea più energia, resta semplicemente seduta lì a raffreddarsi. Il Sole sta ancora fondendo l'idrogeno in elio nel suo nucleo in modo piacevole e stabile , come ha fatto per oltre quattro miliardi di anni e come farà per circa 6 o 7 miliardi in più. Le stelle così si chiamano stelle della sequenza principale , per ragioni storiche (puoi saperne di più a riguardo nel mio episodio di Crash Course Astronomy sulle stelle ).

Il Sole è dieci volte il diametro di Giove, e si scopre che non si possono avere pianeti molto più grandi di Giove. Se aggiungi loro massa, diventano più piccoli, non più grandi. Quindi chiaramente non puoi avere un pianeta più grande del Sole.

E le stelle più piccole? Le stelle più piccole sono nane rosse deboli, a malapena massicce da mantenere la fusione nel loro nucleo, e la più piccola che riescono a ottenere è, beh, piuttosto dannatamente piccola.

EBLM J0555-57Ab rispetto a Giove, Saturno e la nana rossa TRAPPIST-1.Ingrandire

EBLM J0555-57Ab rispetto a Giove, Saturno e la piccolissima stella nana rossa TRAPPIST-1. Credito: università di Cambridge

Recentemente sono state scoperte un paio di stelle che sono le più piccole conosciute. Uno è chiamato EBLM J0555-57Ab e l'altro è 2MASS J05233822-1403022. Se le conclusioni basate sulle osservazioni sono corrette, entrambi sono appena abbastanza massicci da fondere l'idrogeno in elio nei loro nuclei: ci vogliono circa 0,077 volte la massa del Sole per farlo, o circa 75 volte la massa di Giove. Entrambe queste stelle sono appena oltre quel limite, per quanto ne sappiamo.

Quindi sono vere stelle, ma sono piccolo . Entrambi sono più piccoli di Giove e EBLM J0555-57Ab ha le dimensioni di Saturno!

Quindi vediamo subito che le stelle possono avere pianeti più grandi di loro.

cast di lucifero stagione 4
Le dimensioni di TRAPPIST-1 e dei suoi pianeti rispetto a Giove e alle sue lune, al Sole e ai nostri pianeti. Credito: ESO/O. FurtakIngrandire

Le dimensioni di TRAPPIST-1 e dei suoi pianeti rispetto a Giove e le sue lune, e al Sole e ai nostri pianeti. Credito: ESO / O. Furtak

Teoricamente . In pratica è certamente molto raro. Abbiamo osservato abbastanza esopianeti - mondi in orbita attorno ad altre stelle - per vedere molte tendenze in termini di dimensioni, massa e così via. Una cosa che spicca nei dati è che le nane rosse tendono a non avere giganti gassosi in orbita attorno a loro. Alcuni lo fanno, ma di solito hanno pianeti più piccoli, più simili alla Terra (quello che chiamiamo pianeti terrestri ). Alcuni ne hanno molti simili, come TRAPPIST-1, che ha sette pianeti delle dimensioni della Terra che lo orbitano.

I giganti gassosi intorno alle nane rosse sono rari; forse una piccola stella su cento ha pianeti giganti (Nota: per essere onesti, quel sondaggio è stato fatto con candidato esopianeti, quelli che non sono stati ancora confermati… ma guardando l'elenco degli esopianeti giganti conosciuti intorno a stelle di piccola massa , i numeri sono infatti molto bassi, statisticamente parlando).

E potrebbe peggiorare. Le stelle più piccole sono anche le più deboli, il che significa che sono estremamente difficili da rilevare. Ciò rende anche difficile sapere se hanno pianeti in orbita attorno a loro. Non sappiamo se siano affatto bravi a creare pianeti, figuriamoci giganti contro terrestri. Se il trend visto fino ad ora continua, è ancora meno probabile per questi estremamente lampadine fioche per avere pianeti giganti gassosi di quanto non lo siano per le nane rosse un po' più grandi (davvero, meno piccole).

Quindi è possibile che esista un tale sistema in cui il pianeta è più grande della stella, ma sono statisticamente molto rari.

D'altra parte, le nane rosse sono di gran lunga il tipo di stella più comune nella galassia, costituendo qualcosa come il 70% di tutte le stelle. Quindi, anche se le nane rosse davvero piccole sono rare, ce ne sono ancora molte miliardi di loro nella galassia. Se la frazione di essi che ha un gigante gassoso in orbita attorno a loro è piccola, ciò potrebbe significare che esistono ancora molti di questi sistemi in totale.

Quindi ecco qua. Una rara risposta reale in astronomia: sì, un pianeta può essere più grande della sua stella!

È uno strano universo. Questo però lo rende più interessante.

[I miei ringraziamenti al mio amico Dott. Jessie Christensen per il suo aiuto con il database degli esopianeti .]



^