Pianeta circumbinario

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Una rappresentazione artistica del pianeta che orbita attorno a PSR B1620-26, un sistema binario costituito da una pulsar ed una nana bianca che si trova nell'ammasso globulare M4.

Si definisce pianeta circumbinario un pianeta che orbita attorno ad entrambe le componenti di un sistema binario piuttosto che intorno ad una sola.

Ad ottobre 2012 sono noti 16 pianeti circumbinari confermati.

Pianeti confermati[modifica | modifica sorgente]

Rappresentazione artistica del sistema di Kepler-16.

Il primo sistema planetario circumbinario è stato scoperto in orbita attorno al sistema di PSR B1620-26, coppia costituita da una pulsar millisecondo ed una nana bianca situata all'interno dell'ammasso globulare M4, visibile nella costellazione dello Scorpione. L'esistenza di un terzo corpo in orbita attorno alle due stelle degeneri era stata suggerita per la prima volta nel 1993,[1] ma furono necessari cinque anni di osservazioni per comprendere che si trattava di un pianeta.[2] Nel 2003 il pianeta, ribattezzato PSR B1620-26c, fu caratterizzato nei suoi principali parametri fisici: possiede una massa di circa 2,5 volte la massa di Giove e si colloca in un'orbita lievemente eccentrica con semiasse maggiore di circa 23 unità astronomiche (UA).[3]

Un altro sistema circumbinario è stato scoperto nel 2008 attorno alla binaria a eclisse HW Virginis, costituita da una subnana di tipo B e da una nana rossa. Il sistema è costituito da due pianeti di massa rispettivamente 8,47 e 19,23 volte la massa di Giove, che possiedono periodi orbitali di 9 e 16 anni. Il pianeta più esterno possiede una massa sufficientemente elevata perché possa esser considerato una nana bruna secondo alcune definizioni del termine,[4] anche se gli scopritori sostengono che, data la configurazione orbitale, l'oggetto si sarebbe formato come i normali giganti gassosi all'interno di un disco protoplanetario circumbinario. Inoltre, entrambi i pianeti potrebbero aver accresciuto ulteriore massa mentre la stella primaria, la subnana di tipo B, perdeva materia durante la propria fase di gigante rossa.[5]

Il 17 settembre 2011 è stata annunciata la scoperta di Kepler-16 (AB)b, un pianeta di massa simile a quella di Saturno,[6] che orbita attorno alla coppia binaria Kepler-16 con un periodo di rivoluzione di 226 giorni.[7] Il pianeta è stato scoperto tramite il telescopio spaziale Kepler della NASA,[8] che si è servito del metodo del transito: si è vista infatti una diminuzione di luminosità di una delle componenti del sistema anche quando questa non viene eclissata dall'altra.[8] Inoltre, i transiti del pianeta hanno consentito di misurare con particolare accuratezza i parametri orbitali e le masse delle componenti del sistema.[9]

Altri studi[modifica | modifica sorgente]

Il sistema binario di HD 98800 B è circondato da un probabile disco protoplanetario; la coppia HD 98800 B fa parte a sua volta di un sistema stellare quadruplo.

La scoperta di un pianeta tramite il microlensing gravitazionale attorno alla binaria stretta MACHO-1997-BLG-41 è stata annunciata nel 1999;[10] la scoperta del pianeta, che percorrerebbe un'orbita piuttosto ampia attorno alla coppia centrale di nane rosse, è stata però successivamente ritrattata, dal momento che le anomalie che hanno portato a pensare alla presenza del pianeta sarebbero in realtà dovute più propriamente al moto orbitale delle due componenti del sistema binario.[11]

Sono stati fatti diversi tentativi per cercare di individuare dei pianeti attorno alla binaria a eclisse CM Draconis, a sua volta parte del sistema triplo GJ 630.1. La binaria è stata sorvegliata per cercare di individuare eventuali transiti planetari, ma sino ad ora non sono state effettuate delle scoperte degne di nota.[12][13] Più recentemente gli sforzi si sono concentrati sull'individuazione di variazioni nel cronometraggio delle eclissi in un sistema binario causate dalle interazioni con un pianeta orbitante, anche se sino ad ora nessuna scoperta è stata confermata. La presenza di anomale eccentricità orbitali nelle binarie strette è qualcosa di inaspettato, dal momento che le forze di marea dovrebbero rendere le orbite quasi perfettamente circolari; un simile fenomeno potrebbe essere indice della presenza in orbita attorno alla coppia di un pianeta massiccio o addirittura di una nana bruna, che esercita l'attrazione gravitazionale necessaria per mantenere l'eccentricità delle orbite stellari.[14]

La presenza di dischi circumbinari con caratteristiche protoplanetarie è piuttosto comune attorno a binarie le cui componenti sono separate da meno di 3 UA.[15][16] Un esempio degno di nota è costituito dal sistema di HD 98800, un sistema quadruplo costituito da due coppie di stelle binarie separate da circa 34 UA; il subsistema HD 98800 B, che consiste di due stelle di 0,70 e 0,58 masse solari che orbitano attorno al baricentro del sistema secondo un'orbita altamente eccentrica di semiasse maggiore pari a 0,983 AU, è circondato da un complesso disco di polveri costantemente modellato dagli effetti gravitazionali esercitati dalle orbite stellari mutualmente inclinate ed eccentriche.[17][18] L'altra binaria che costituisce il sistema, HD 98800 A, non è invece associata a significative quantità di polveri.[19]

Lista di pianeti circumbinari[modifica | modifica sorgente]

Pianeti confermati[modifica | modifica sorgente]

Sistema stellare Pianeta Massa minima
(MJ)
Semiasse maggiore
(UA)
Periodo orbitale
(anni)
Anno scoperta
PSR B1620-26 c 2,5 23 100 2003
HW Virginis c 8,47 ± 0,42 3,62 ± 0,52 9,08 ± 0,22 2008
HW Virginis b 19,23 ± 0,24 5,30 ± 0,23 15,84 ± 0,14 2008
DP Leonis b 6,28 ± 0,58 8,6 23,8 2009
NN Serpentis c 6,91 ± 0,54 5,38 ± 0,20 15,50 ± 0,45 2010
NN Serpentis[20] d 2,28 ± 0,38 3,39 ± 0,10 7,75 ± 0,35 2010
Kepler-16[21] b 0,333 ± 0,016 0,7048 ± 0,0011 0,6266 ± 0,0001 2011
NY Virginis[22] b 2,3 ± 0,3 3,3 7,9 2011
RR Caeli[23] b 4,2 ± 0,4 5,3 ± 0,6 11,9 2012
Kepler-34[24] b 0,220 ± 0,0011 1,0896 ± 0,0009 0,7908 ± 0,0002 2012
Kepler-35[24] b 0,127 ± 0,02 0,603 ± 0,001 0,3600 ± 0,1 2012
Kepler-38[25] b 0,38 0,4644 ± 0,0082 0,289 2012
Kepler-47[26] b 0,2956 ± 0,0047 0,136 2012
c 0,989 ± 0,016 0,83 2012
Kepler-64 b 0,11 ± 0,3 0,634 ± 0,011 0,379 2012

Non confermati o dubbi[modifica | modifica sorgente]

Sistema stellare Pianeta Massa minima
(MJ)
Semiasse maggiore
(UA)
Periodo orbitale
(anni)
Anno scoperta
MACHO-1997-BLG-41 b ~3 ~7  ? 1999

Nella fantascienza[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ D. C. Backer, A pulsar timing tutorial and NRAO Green Bank observations of PSR 1257+12, Planets around Pulsars, Pasadena, California Institute of Technology, 1993, pp. 11–18.
  2. ^ S. E. Thorsett, Z. Arzoumanian, J. H. Taylor, PSR B1620-26 - A binary radio pulsar with a planetary companion? in Astrophysical Journal Part 2. Letters, vol. 412, n. 1, 1993, pp. L33–L36. DOI:10.1086/186933.
  3. ^ S. Sigurðsson, H. B. Richer, B. M. Hansen, I. H. Stairs, S. E. Thorsett, A Young White Dwarf Companion to Pulsar B1620-26: Evidence for Early Planet Formation in Science, vol. 301, n. 5630, 2003, pp. 193–196. arXiv:astro-ph/0307339, DOI:10.1126/science.1086326, PMID 12855802.
  4. ^ Definition of a "Planet", Working Group on Extrasolar Planets (WGESP) of the International Astronomical Union. URL consultato il 4 luglio 2009.
  5. ^ J. W. Lee, S.-L. Kim, C.-H. Kim, et al, The sdB+M Eclipsing System HW Virginis and its Circumbinary Planets in The Astronomical Journal, vol. 137, n. 2, 2009, pp. 3181–3190. DOI:10.1088/0004-6256/137/2/3181.
  6. ^ (EN) Nadia Drake, On Kepler-16b, shadows come in pairs in Science News, Society for Science & the Public. URL consultato il 16 settembre 2011.
  7. ^ L. R. Doyle, J. A. Carter, D. C. Fabrycky, et al, Kepler-16: A Transiting Circumbinary Planet, arΧiv:1109.3432/astro-ph.EP.
  8. ^ a b (EN) Scott Gold, Scientists find planet orbiting two suns like in 'Star Wars' in Los Angeles Times, 15 settembre 2011. URL consultato il 16 settembre 2011.
  9. ^ (EN) Dennis Overbye, NASA Detects Planet Dancing With a Pair of Stars in The New York Times, 15 settembre 2011. URL consultato il 16 settembre 2011.
  10. ^ D. P. Bennett, S. H. Rhie, A. C. Becker, et al, Discovery of a planet orbiting a binary star system from gravitational microlensing in Nature, vol. 402, n. 6757, 1999, pp. 57–59. arXiv:astro-ph/9908038, DOI:10.1038/46990.
  11. ^ M. D. Albrow, J.-P. Beaulieu, J. A. R. Caldwell, et al, Detection of Rotation in a Binary Microlens: PLANET Photometry of MACHO 97-BLG-41 in The Astrophysical Journal, vol. 534, n. 2, 2000, pp. 894–906. arXiv:astro-ph/9910307, DOI:10.1086/308798.
  12. ^ The TEP network.
  13. ^ L. R. Doyle, H. J. Deeg, V. P. Kozhevnikov, et al, Observational Limits on Terrestrial-sized Inner Planets around the CM Draconis System Using the Photometric Transit Method with a Matched-Filter Algorithm in The Astrophysical Journal, vol. 535, n. 1, 2000, pp. 338–349. arXiv:astro-ph/0001177, DOI:10.1086/308830.
  14. ^ J. C. Morales, I. Ribas, C. Jordi, G. Torres, et al, Absolute Properties of the Low-Mass Eclipsing Binary CM Draconis in The Astrophysical Journal, vol. 691, n. 2, 2009, pp. 1400–1411. DOI:10.1088/0004-637X/691/2/1400.
  15. ^ Ker Than, Worlds with Double Sunsets Common, Space.com, 7 marzo 2007.
  16. ^ D. E. Trilling, J. A. Stansberry, K. R. Stapelfeldt, et al, Debris disks in main-sequence binary systems. in The Astrophysical Journal, vol. 658, n. 2, 2007, pp. 1264–1288. arXiv:astro-ph/0612029, DOI:10.1086/511668.
  17. ^ R. L. Akeson, W. K. M. Rice, A. F. Boden, A. I. Sargent, J. M. Carpenter, G. Bryden, The Circumbinary Disk of HD 98800B: Evidence for Disk Warping in The Astrophysical Journal, vol. 670, n. 2, 2007, pp. 1240–1246. DOI:10.1086/522579.
  18. ^ P. E. Verrier, N. M. Evans, HD 98800: a most unusual debris disc in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 390, n. 4, 2008, pp. 1377–1387. DOI:10.1111/j.1365-2966.2008.13854.x.
  19. ^ L. Prato, A. M. Ghez, R. K. Piña, C. M. Telesco, R. S. Fisher, et al, Keck Diffraction-limited Imaging of the Young Quadruple Star System HD 98800 in The Astrophysical Journal, vol. 549, n. 1, 2001, pp. 590–598. arXiv:astro-ph/0011135, DOI:10.1086/319061.
  20. ^ Schneider, J, Notes for star NN Ser in The Extrasolar Planets Encyclopaedia. URL consultato il 22 ottobre 2010.
  21. ^ Laurance R. Doyle et al., Kepler-16: A Transiting Circumbinary Planet.
  22. ^ S.-B. Qian, L.-Y. Zhu, Z.-B. Dai, E. Fernández Lajús, F.-Y. Xiang, J.-J. He, Kepler-16: Circumbinary Planets Orbiting the Rapidly Pulsating Subdwarf B-type binary NY Vir.
  23. ^ Qian S.-B., Liu L., Zhu L.-Y., Dai Z.-B., Fernandez Lajus E. e Baume G., Kepler-16: A Circumbinary Planet in Orbit Around the Short-Period White-Dwarf Eclipsing Binary RR Cae in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 422, p. 24.
  24. ^ a b F. Welsh et al, Transiting circumbinary planets Kepler-34 b and Kepler-35 b in Nature, 2012. arXiv:1204.3955, Bibcode:2012Natur.481..475W, DOI:10.1038/nature10768. URL consultato il 18 gennaio 2012.
  25. ^ J. Orosz et al, The Neptune-Sized Circumbinary Planet Kepler-38b in Astrophysical Journal, vol. 758, n. 87, 2012. arXiv:1208.3712, Bibcode:2012ApJ...758...87O, DOI:10.1088/0004-637X/758/2/87.
  26. ^ J. Orosz et al, Kepler-47: A Transiting Circumbinary Multi-Planet System in Science, vol. 337, n. 1511, 2012. arXiv:1208.5489, Bibcode:2012Sci...337.1511O, DOI:10.1126/science.1228380.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

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