Gli scontri tra giganti gassosi potrebbero spiegare la formazione dei super-Giove
Nel vasto universo, la presenza di pianeti giganti non è affatto rara, ma alcuni di essi raggiungono dimensioni impressionanti, molto superiori a quelle del nostro Giove. Recenti simulazioni suggeriscono che questi colossi, noti come super-Giove, potrebbero essersi formati attraverso collisioni catastrofiche tra pianeti gassosi più piccoli.
Uno studio condotto dall’astronoma Jiayin Dong dell’Istituto Flatiron ha analizzato l’evoluzione di sistemi planetari attraverso modelli computerizzati, rivelando che i super-Giove più massicci spesso mostrano orbite eccentriche, segno di un passato turbolento. Questi risultati suggeriscono che tali pianeti abbiano origine da eventi estremi, come scontri e fusioni tra giganti gassosi, piuttosto che da un processo di crescita graduale.
Giove è un’eccezione nel nostro sistema solare
Nell’ambito della formazione planetaria, il nostro Sistema Solare appare piuttosto insolito: Giove è il pianeta più grande, ma in altri sistemi stellari si trovano pianeti di massa almeno cinque volte superiore. Alcuni di questi super-Giove rappresentano il limite massimo delle dimensioni che un pianeta può raggiungere prima di essere classificato come nana bruna.
Gli scienziati si sono a lungo interrogati sul processo che porta alla nascita di questi mondi giganteschi. Due le ipotesi principali:
- Si formano direttamente come pianeti enormi, aggregando quantità straordinarie di gas e polveri durante la nascita del sistema stellare.
- Crescono progressivamente, attraverso collisioni con altri giganti gassosi.
Le simulazioni condotte dal team di Jiayin Dong indicano che la seconda ipotesi è la più probabile. Infatti, i modelli mostrano che i super-Giove con orbite molto eccentriche si formano prevalentemente in ambienti caotici, dove le interazioni gravitazionali e gli impatti tra pianeti sono frequenti.
Collisioni violente tra giganti gassosi
I super-Giove tendono ad avere orbite allungate e instabili, molto diverse da quelle quasi circolari di Giove. Gli astronomi ritengono che questa caratteristica sia una conseguenza di passati scontri tra pianeti giganti. Questi eventi possono portare a tre esiti:
- Espulsione di un pianeta più piccolo fuori dal sistema stellare.
- Cattura gravitazionale, con un pianeta che viene attratto da un altro e ne modifica l’orbita.
- Fusione, in cui due pianeti si scontrano e si fondono in un corpo ancora più massiccio.
Secondo Dong, i pianeti di massa inferiore a cinque volte quella di Giove hanno più probabilità di essere espulsi dal sistema piuttosto che fondersi con un altro gigante gassoso. Di conseguenza, nei sistemi stellari più turbolenti sopravvivono solo i super-Giove, mentre i pianeti più piccoli vengono spazzati via.
La formazione dei super-Giove nelle simulazioni
Per verificare questa teoria, il team di Dong ha simulato diversi scenari di formazione planetaria. Quando i pianeti iniziavano la loro esistenza già molto massicci, le loro orbite erano variabili: alcune eccentriche, altre più regolari. Tuttavia, quando le simulazioni includevano collisioni tra giganti gassosi, il risultato era chiaro: i pianeti più grandi si trovavano sempre su orbite altamente eccentriche, proprio come i super-Giove osservati nella realtà.
Ciò suggerisce che la maggior parte dei super-Giove non si è formata gradualmente, ma piuttosto attraverso impatto e fusione tra pianeti. Questa scoperta cambia radicalmente la comprensione della formazione planetaria e indica che il nostro Sistema Solare potrebbe essere stato un’eccezione nel grande schema dell’universo.
Nuove ricerche per confermare la teoria
Per confermare questa ipotesi, gli astronomi vogliono raccogliere ulteriori dati sulle orbite e sulla composizione atmosferica dei super-Giove. Uno degli strumenti chiave sarà il Planet Finder Spectrograph, montato sul Telescopio Magellano in Cile, insieme al NEID, un altro strumento avanzato situato in Arizona.
Questi strumenti permetteranno di misurare con precisione come le stelle oscillano sotto l’influenza gravitazionale dei loro pianeti, aiutando a identificare sia i super-Giove che eventuali pianeti più piccoli nel loro stesso sistema. Se nei sistemi con super-Giove vengono rilevati pianeti di dimensioni simili a Giove, potrebbe significare che la formazione tramite collisioni non è l’unico meccanismo in gioco.
Il futuro della caccia ai super-Giove
Le prossime osservazioni si concentreranno non solo sui super-Giove caldi, ovvero quelli che orbitano vicino alle loro stelle, ma anche su quelli più distanti, i super-Giove freddi. Questi ultimi potrebbero essersi formati in modo diverso, magari raccogliendo gas e polvere fin dalle prime fasi di vita del sistema stellare, senza bisogno di impatti catastrofici.
Nel frattempo, la caccia ai super-Giove continua, e con essa la possibilità di scoprire nuovi mondi giganti che sfidano le nostre attuali conoscenze sull’universo.
