I ricercatori delle Università di Zurigo e Cambridge hanno scoperto un nuovo, classe esotica di pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Queste cosiddette super-Terre si sono formate ad alte temperature vicino alla loro stella ospite e contengono elevate quantità di calcio, alluminio e loro ossidi, inclusi zaffiro e rubino.

Ventuno anni luce di distanza dalla Terra nella costellazione di Cassiopea, un pianeta orbita attorno alla sua stella con un periodo orbitale di soli tre giorni. Il suo nome è HD219134 b. È una cosiddetta "super-Terra, " con una massa quasi cinque volte quella della Terra. A differenza della Terra però, molto probabilmente non ha un enorme nucleo di ferro, ma è ricco di calcio e alluminio.

"Forse luccica dal rosso al blu come rubini e zaffiri, perché queste gemme sono ossidi di alluminio comuni sull'esopianeta, "dice Caroline Dorn, astrofisico presso l'Istituto di scienze computazionali dell'Università di Zurigo. HD219134 b è uno dei tre candidati che potrebbero appartenere a un nuovo, classe esotica di esopianeti, come riportano ora Caroline Dorn e i suoi colleghi delle Università di Zurigo e Cambridge sulla rivista britannica MNRAS .

I ricercatori studiano la formazione dei pianeti utilizzando modelli teorici e confrontano i loro risultati con i dati delle osservazioni. È noto che durante la loro formazione, stelle come il sole erano circondate da un disco di gas e polvere in cui sono nati i pianeti. Pianeti rocciosi come la Terra si sono formati dai corpi solidi rimasti quando il disco di gas proto-planetario si è disperso. Questi elementi costitutivi si sono condensati dal gas nebulare mentre il disco si è raffreddato. "Normalmente, questi elementi costitutivi si formano nelle regioni in cui gli elementi che formano la roccia come il ferro, magnesio e silicio si sono condensati, " spiega Dorn che è associato al NCCR PlanetS. I pianeti risultanti hanno una composizione simile alla Terra con un nucleo di ferro. La maggior parte delle super-Terre conosciute finora si sono formate in tali regioni.

La composizione delle super-Terre è più varia del previsto

Ma ci sono anche regioni vicine alla stella dove fa molto più caldo. "Là, molti elementi sono ancora in fase gassosa, e gli elementi costitutivi planetari hanno una composizione completamente diversa, "dice l'astrofisico.

Con i loro modelli, il team di ricerca ha calcolato come dovrebbe essere un pianeta che si sta formando in una regione così calda. Il loro risultato:calcio e alluminio sono i costituenti principali insieme a magnesio e silicio, e non c'è quasi ferro. "Ecco perché tali pianeti non possono, Per esempio, avere un campo magnetico come la Terra, " dice Dorn. E poiché la struttura interna è così diversa, anche il loro comportamento di raffreddamento e le loro atmosfere differiranno da quelli delle normali super-Terre. Il team parla quindi di un nuovo, classe esotica di super-Terre formate da condensati ad alta temperatura.

"Ciò che è eccitante è che questi oggetti sono completamente diversi dalla maggior parte dei pianeti simili alla Terra, "dice Dorn, "se esistono davvero". La probabilità è alta, come spiegano gli astrofisici nel loro articolo. "Nei nostri calcoli, abbiamo scoperto che questi pianeti hanno una densità dal 10 al 20 percento inferiore rispetto alla Terra".

Il team ha analizzato anche altri pianeti extrasolari con densità altrettanto basse. "Abbiamo esaminato diversi scenari per spiegare le densità osservate, " dice Dorn. Ad esempio, un'atmosfera densa potrebbe portare a una densità complessiva inferiore. Ma due degli esopianeti studiati, 55 Cancri e e WASP-47 e, orbitano intorno alla loro stella così da vicino che la loro temperatura superficiale è di quasi 3000 gradi e avrebbero perso questo involucro di gas molto tempo fa.

"Su HD219134 b, fa meno caldo, e la situazione è più complicata, " spiega Dorn. A prima vista, la minore densità potrebbe anche essere spiegata dagli oceani profondi. Ma un secondo pianeta in orbita attorno alla stella un po' più lontano rende questo scenario improbabile. Un confronto tra i due oggetti ha mostrato che il pianeta interno non può contenere più acqua o gas di quello esterno. Non è ancora chiaro se gli oceani di magma possano contribuire alla minore densità.

"Quindi abbiamo trovato tre candidati che appartengono a una nuova classe di super-Terre con questa composizione esotica, " dice Dorn. I ricercatori stanno anche correggendo un'immagine precedente della super-Terra 55 Cancri e, che aveva fatto notizia nel 2012 come il "diamante nel cielo". I ricercatori avevano precedentemente ipotizzato che il pianeta fosse costituito in gran parte da carbonio, ma dovette abbandonare questa teoria sulla base di osservazioni successive. "Stiamo trasformando il presunto pianeta diamante in un pianeta zaffiro, " ride Dorn.