Il progresso scientifico e tecnologico degli ultimi 50 anni ha consentito all'uomo di affacciarsi ora, in maniera più importante che in tutta la storia dell'evoluzione umana, allo spazio. Uno degli "occhi" più potenti di cui dispone l'uomo è il radiotelescopio Very Large Array (VLA) ultimato nel 1980 in una cittadina del Nuovo Messico, USA. Questo costosissimo e sofisticato sistema di telescopi è costituito da 27 antenne paraboliche con un diametro di 25 metri ognuna, disposte a forma di Y e montate su rotaie, in maniera da poterle anche muovere in maniere limitata. Pensate che complessivamente coprono una lunghezza di ben 21 chilometri!
Grazie al VLA gli astronomi hanno scoperto quest'anno un nuovo oggetto di massa planetaria al di fuori del sistema solare: SIMP J01365663+0933473, che per comodità chiameremo semplicemente SIMP.
L'oggetto celeste è stato localizzato nel quadrante della costellazione dei pesci, a 20 anni luce di distanza dalla Terra, ed è circa 12.7(±1) più massivo di Giove, con un campo magnetico estremamente intenso. Gli astronomi hanno calcolato che nonostante SIMP abbia una massa pari a 12,7 volte quella di Giove, il suo raggio, sempre rispetto al nostro gigante gassoso, è solo 1,22 volte più grande. Inoltre la sua età è stata stimata intorno ai 200 milioni di anni: SIMP è quindi un corpo celeste molto giovane. Basti pensare che l'età della Terra è stimata intorno ai 4,5 miliardi di anni. Tuttavia la caratteristica più curiosa di SIMP, è che questo corpo celeste non si trova in un sistema planetario e non orbita intorno ad una stella: "viaggia" disperso nello spazio, solitario.
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SIMP è quello che viene definito un "pianeta nomade". In alcuni articoli scientifici ci si riferisce a questo oggetto come un pianeta, in altri come ad una nana bruna; la verità è che le sue caratteristiche sono al limite di una e dell'altra definizione. Infatti, il limite che divide i giganti gassosi e quindi i pianeti, dalle nane brune, è quello di 13 masse gioviane. La nana bruna è un oggetto celeste che viene definito nel gergo degli astronomi "una stella mancata": si tratta di corpi celesti troppo "massivi" per essere considerati pianeti, ma con una massa non sufficiente per innescare il processo di fusione nucleare dell'idrogeno nel nucleo, che è tipico nelle stelle. Come si può immaginare infatti, la fusione nucleare necessita di temperatura estremamente elevate in superficie affinché avvenga. Nella fattispecie, SIMP ha una temperatura superficiale stimata di 825°C, decisamente pochi se confrontati con i 5500°C del nostro Sole. Proprio per questa sua peculiarità, SIMP permette agli astronomi di studiare i campi magnetici sia delle stelle che dei pianeti. Inoltre, è stato possibile trovare SIMP tramite il VLA proprio grazie alle forti emissioni radio provenienti dalle sue aurore polari. Successive osservazioni e studi hanno confermato che queste sono effettivamente simili a quelle osservabili nel nostro sistema solare, ma estremante più intense.
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Sui pianeti orbitanti intorno al Sole, il fenomeno dell'aurora è generato dall'interazione del vento solare con il campo magnetico del pianeta. Come avviene per la Terra infatti, il nucleo metallico fuso, ruotando su se stesso, genera dei campi magnetici che circondano il pianeta. Possiamo immaginare il campo magnetico come una serie di linee che interagiscono con le particelle elettricamente cariche provenienti dal Sole, convogliandole e guidandole verso i poli magnetici. Qui le particelle cariche si scontrano con le molecole dell'atmosfera trasferendo parte della loro energia e tale fenomeno determina l'emissione di luce a varie lunghezze d'onda: lo scontro con molecole di ossigeno produce luce verde e rossa mentre le molecole di azoto emettono bagliori di luce viola, blu e rosso intenso.
💡Sapevi che...?
Solitamente le aurore emettono bagliori verdi perché a grandi altitudini la quantità di ossigeno è maggiore rispetto alla quantità di azoto, contrariamente a quanto avviene al livello del mare. I colori tipici dell'azoto (viola, blu e rosso intenso) sono emessi solo in coincidenza di flussi più intensi di particelle cariche, provenienti dal sole, in quanto riescono a penetrare più in profondità nell'atmosfera.
Sono osservabili in questo video i bagliori superiori rossi emessi dall'ossigeno atomico (O) ed i bagliori verdi sottostanti, più intensi, emessi dall'ossigeno molecolare (O2) che costituisce lo strato atmosferico più arduo da attraversare per le particelle cariche. Ripresa del 17 Settembre 2011. Località: Oceano indiano.
Non si comprende tuttavia come oggetti celesti "orfani" come SIMP abbiano delle aurore senza una stella nelle vicinanze. Una possibilità presa in considerazione dagli astronomi è quella che SIMP non sia del tutto solitario, ma venga accompagnato nel suo viaggio nell'universo da altri pianeti difficilmente rilevabili, che interagiscono con il suo campo magnetico. SIMP ha un campo magnetico 200 volte maggiore rispetto a quello di Giove, il cui enorme campo magnetico si estende per 14 milioni di km raggiungendo l'orbita di Saturno.
Per far un paragone, se considerassimo il campo magnetico di SIMP all'interno del nostro sistema solare, potremmo dire con certezza che Nettuno, il pianeta più esterno del sistema solare, sarebbe l'unico a non essere interessato dal suo campo magnetico! Ricordiamo infatti che 1 unità astronomica (AU) è pari alla distanza media Terra-Sole, ovvero 150 milioni di km. SIMP ha un campo magnetico stimato oltre 200 volte quello di Giove, il cui campo misura 0.0933 AU, per cui il campo magnetico di SIMP risultererbe coprire 200 x 0.0933 = 18,66 AU, sfiorando l'orbita di Urano che si trova a 19 AU.
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L'importanza di questa scoperta però non si limita alla studio dei campi magnetici delle stelle e dei pianeti, ma pone le basi per eventuali ricerche future di esopianeti. Attualmente infatti non sono molti i metodi per individuare nuovi esopianeti, fondamentalmente sono solo tre.
Il più importante e più utilizzato è il metodo del transito: le stelle di riferimento vengono osservate finché un pianeta orbitante non oscura parte della luce della stella. La diminuzione di luminosità permette di stimare la grandezza del pianeta. Questo metodo però presenta un problema legato ai lunghi tempi necessari affinché un pianeta compia un'orbita completa intorno alla sua stella. Come riferimento possiamo prendere la tabella sottostante che descrive il tempo, in anni terrestri, (Orbital Period) necessario per compiere un'orbita intorno al Sole dei pianeti del nostro sistema.
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Un altro metodo utilizzato, che però permette di individuare solo pianeti molto grandi e vicini alla propria stella, è il metodo delle velocità orbitali. Quando un pianeta orbita intorno alla stella, questa è attratta nella direzione del pianeta seppur in maniera minima. Quindi lo studio degli spostamenti di una stella può fornire i dati per individuare un esopianeta, calcolarne la massa e il periodo orbitale.
Il terzo metodo per l'individuazione degli esopianeti, più complicato dei precedenti, è quello dell'osservazione diretta. Questa tecnica è resa difficile sia dalla dimensione dei pianeti sia dal fatto che la stella solitamente "abbaglia" i telescopi non permettendo di vedere gli oggetti meno luminosi.
Si spera quindi che in futuro sarà possibile individuare, tramite le aurore, gli esopianeti aventi un'atmosfera.
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