Alcuni degli aspetti peculiari del nostro sistema solare:un'avvolgente nube di comete, pianeti nani in strane orbite e, se esiste davvero, un possibile Pianeta Nove lontano dal sole, sono stati collegati all'avvicinarsi di un'altra stella nell'infanzia del nostro sistema ha gettato le cose alla rinfusa.

Ma i sorvoli stellari sono davvero in grado di colpire i pianeti, comete e asteroidi di traverso, rimodellare interi sistemi planetari?

Gli astronomi della UC Berkeley e della Stanford University pensano di aver trovato una pistola fumante.

Un pianeta in orbita attorno a una giovane stella binaria potrebbe essere stato perturbato da un'altra coppia di stelle che si è avvicinata troppo al sistema tra 2 e 3 milioni di anni fa, subito dopo il pianeta si formò da un disco vorticoso di polvere e gas.

Se confermato, questo rafforza le argomentazioni secondo cui le mancanze stellari ravvicinate aiutano a scolpire i sistemi planetari e possono determinare se ospitano o meno pianeti con orbite stabili.

"Uno dei misteri derivanti dallo studio degli esopianeti è che vediamo sistemi in cui i pianeti sono disallineati, anche se sono nati in un appartamento, disco circolare, " ha detto Paul Kalas, un professore a contratto di astronomia all'Università di Berkeley. "Forse uno tsunami cosmico ha colpito questi sistemi e ha riorganizzato tutto su di loro, ma non abbiamo avuto prove. Il nostro articolo fornisce rare prove osservative per uno di questi passaggi ravvicinati che influenzano delicatamente uno dei sistemi planetari della galassia".

Gli astronomi stanno già cercando un sorvolo stellare nel passato del nostro sistema solare, ma poiché ciò è accaduto probabilmente 4,6 miliardi di anni fa, la maggior parte delle prove si è raffreddata. Il sistema stellare studiato dagli astronomi, identificato solo dal numero HD 106906 e situato a circa 300 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione Crux, è molto giovane, solo circa 15 milioni di anni.

Kalas e Robert De Rosa, un ex postdoc della UC Berkeley che ora è ricercatore presso il Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology di Stanford, descrivere i loro risultati in un documento accettato per la pubblicazione nel Giornale Astronomico e ora disponibile online.

Stelle canaglia

Kala, chi studia giovane, sistemi planetari appena formati per cercare di capire cosa è successo nei primi anni del nostro sistema solare, si è concentrato per la prima volta su HD 106906 nel 2015 dopo che è stato scoperto che aveva un pianeta enorme in un'orbita molto insolita. Il pianeta, soprannominato HD 106906 b, ha una massa di circa 11 Giove, e orbita intorno a HD 106906 - recentemente rivelato essere una stella binaria - in un'orbita inclinata di circa 21 gradi dal piano del disco che contiene tutto il resto del materiale attorno alla stella. La sua posizione attuale è almeno 738 volte più lontana dalla sua stella di quanto non sia la Terra dal sole, o circa 18 volte più lontano dalla sua stella di quanto Plutone sia dal sole.

Kalas ha utilizzato sia il Gemini Planet Imager sul Gemini Telescope nelle Ande cilene che il telescopio spaziale Hubble per osservare più da vicino HD 106906 e ha scoperto che la stella ha una cintura cometa sbilenca, anche. La strana orbita del pianeta e il fatto che il disco di polvere stesso sia asimmetrico indicava che qualcosa aveva interrotto il giovane sistema.

Kalas e i suoi colleghi, tra cui De Rosa, propose che il pianeta fosse stato cacciato dal suo sistema solare da interazioni con un altro pianeta non ancora visto nel sistema o da una stella di passaggio. Kalas e De Rosa ora credono che entrambe le cose siano accadute:il pianeta è stato spinto in un'orbita eccentrica quando si è avvicinato pericolosamente alla stella binaria centrale, uno scenario proposto nel 2017 dalla teorica Laetitia Rodet e dai suoi collaboratori dell'Osservatorio di Grenoble in Francia. I ripetuti calci gravitazionali del sistema binario avrebbero rapidamente espulso il pianeta nello spazio interstellare, ma le stelle di passaggio salvarono il pianeta spostando la sua orbita a una distanza più sicura dal binario.

L'osservatorio spaziale di Gaia ha fornito loro i dati di cui avevano bisogno per testare la loro ipotesi. Gaia, lanciato nel 2012 dall'Agenzia Spaziale Europea, raccoglie misurazioni precise della distanza, posizione e movimento di 1,3 miliardi di stelle nella Via Lattea, un catalogo 10, 000 volte più grande del predecessore di Gaia, Ipparco.

Kalas e De Rosa hanno raccolto informazioni su Gaia su 461 stelle nello stesso ammasso di HD 106906 e hanno calcolato le loro posizioni indietro nel tempo, hanno invertito l'orologio cosmico, per così dire, e ha scoperto che un altro sistema stellare binario potrebbe essersi avvicinato abbastanza 3 milioni di anni fa da alterare il sistema planetario.

"Quello che abbiamo fatto qui è in realtà trovare le stelle che avrebbero potuto dare a HD 106906 b la spinta gravitazionale extra, un secondo calcio perché diventasse longevo, proprio come un ipotetico Pianeta Nove sarebbe nel nostro sistema solare, " ha detto Kala.

Hanno anche scoperto che la stella binaria è arrivata su una traiettoria che era a circa 5 gradi dal disco del sistema, rendendo ancora più probabile che l'incontro abbia avuto un impatto forte e duraturo su HD 106906.

Questi doppi calci possono essere importanti per stabilizzare i pianeti, asteroidi e comete intorno alle stelle, ha detto Kala.

"Studiare il sistema planetario HD 106906 è come tornare indietro nel tempo per osservare la nube di comete di Oort che si forma intorno al nostro giovane sole, " ha detto. "I nostri pianeti giganti hanno lanciato gravitazionalmente innumerevoli comete verso l'esterno a grandi distanze. Molti furono espulsi completamente, diventando oggetti interstellari come ?Oumuamua, ma altri sono stati influenzati da stelle di passaggio. Quel secondo calcio di un sorvolo stellare può staccare l'orbita di una cometa da qualsiasi ulteriore incontro con i pianeti, salvandolo dalla prospettiva dell'espulsione. Questa catena di eventi ha preservato il materiale più primitivo del sistema solare in un profondo congelamento lontano dal sole per miliardi di anni".

Kalas spera che le future osservazioni, come un catalogo aggiornato delle misure Gaia, chiarirà il significato del flyby su HD 106906.

"Abbiamo iniziato con 461 sospetti e ne abbiamo scoperti due che erano sulla scena del crimine, " ha detto. "Il loro ruolo esatto sarà rivelato quando raccoglieremo più prove".