Gli astronomi hanno trovato nuove prove di una significativa diversità planetaria all'interno di un singolo sistema di esopianeti, suggerendo che le collisioni giganti ad alta velocità sono in parte responsabili dell'evoluzione planetaria.

Un team internazionale di scienziati guidato dall'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e che coinvolge fisici dell'Università di Bristol ha trascorso tre anni osservando il sistema esoplanetario Kepler-107 tramite il Telescopio Nazionale Galileo a La Palma.

Hanno raccolto più di cento misurazioni spettroscopiche di tutti e quattro i pianeti di massa sub-Nettuno in Kepler-107, dal nome del telescopio spaziale Kepler della NASA che ha scoperto il sistema esoplanetario cinque anni fa. A differenza della relazione della Terra con il sole, i pianeti nel sistema Kelper-107 sono molto più vicini tra loro e alla loro stella ospite (il loro equivalente del nostro sole). Tutti i pianeti hanno un periodo orbitale di giorni anziché anni.

Non è raro che il pianeta più vicino alla stella ospite sia il più denso a causa del riscaldamento e dell'interazione con la stella ospite che può causare la perdita di atmosfera. Però, come riportato in Astronomia della natura , nel caso di Keplero-107, il secondo pianeta, 107c, è più denso del primo, 107b. Tanto che 107c contiene nel suo nucleo una frazione di massa di ferro almeno doppia rispetto a quella di 107b, indicando che a un certo punto, 107c ha avuto una collisione frontale gigante ad alta velocità con un protopianeta della stessa massa o più collisioni con più pianeti di massa inferiore. Questi impatti avrebbero strappato parte del mantello di roccia e silicato di Kepler-107c, suggerendo che ora è più denso di quanto non fosse in origine.

La dottoressa Zoe Leinhardt di Bristol, astrofisico computazionale e coautore dell'articolo, dalla Scuola di Fisica dell'Università di Bristol, spiega:"Si pensa che impatti giganti abbiano avuto un ruolo fondamentale nel plasmare il nostro attuale sistema solare. La luna è molto probabilmente il risultato di un tale impatto, L'alta densità di Mercurio può anche essere, e il grande satellite di Plutone Caronte è stato probabilmente catturato dopo un gigantesco impatto, ma fino ad ora, non abbiamo trovato alcuna prova di impatti giganteschi che si verificano in sistemi planetari al di fuori del nostro.

"Se la nostra ipotesi è corretta, collegherebbe il modello generale che abbiamo per la formazione del nostro sistema solare con un sistema planetario che è molto diverso dal nostro".

Aldo Bonomo, ricercatore presso INAF e autore principale, ha dichiarato:"Con questa scoperta abbiamo aggiunto un altro tassello nella comprensione dell'origine della straordinaria diversità nella composizione dei piccoli esopianeti. Abbiamo già avuto prove che la forte irradiazione della stella contribuisce a tale diversità portando all'erosione parziale o totale del atmosfere dei pianeti più caldi. anche le collisioni stocastiche tra protopianeti giocano un ruolo, e può produrre drastiche variazioni nella composizione interna di un esopianeta, come pensiamo sia successo per Kepler-107c."

Co-autore Li Zeng, dall'Harvard Origins of Life Initiative nel Dipartimento di Scienze della Terra e dei pianeti e l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ha aggiunto:"Questo è uno dei tanti sistemi di esopianeti interessanti che il telescopio spaziale Kepler ha scoperto e caratterizzato. Questa scoperta ha confermato i precedenti lavori teorici che suggeriscono che un gigantesco impatto tra i pianeti ha avuto un ruolo durante la formazione dei pianeti".

Si pensa che nel nostro sistema solare si siano verificati impatti giganteschi. Se si verificano frequenti interruzioni catastrofiche nei sistemi planetari, quindi gli astronomi prevedono di trovare molti altri esempi come Kepler-107 quando viene determinato un numero crescente di densità di esopianeti.