Quattro pianeti bloccati in un ritmo perfetto attorno a una stella vicina sono destinati a essere bloccati intorno al loro sistema solare quando il loro sole alla fine muore, secondo un nuovo studio che scruta nel suo futuro.

Gli astronomi hanno modellato come il cambiamento nelle forze gravitazionali nel sistema a seguito della trasformazione della stella in una nana bianca farà sì che i suoi pianeti volino liberi dalle loro orbite e rimbalzino sulla gravità dell'altro, come palline che rimbalzano su un paraurti in una partita di flipper.

Nel processo, faranno cadere i detriti vicini nel loro sole morente, offrendo agli scienziati nuove informazioni su come si sono evolute originariamente le nane bianche con atmosfere inquinate che vediamo oggi. Le conclusioni degli astronomi dell'Università di Exeter e dell'Università di Warwick sono pubblicate nel Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

Il sistema HR 8799 dista 135 anni luce e comprende una stella di tipo A di 30-40 milioni di anni fa e quattro pianeti insolitamente massicci, tutto cinque volte la massa di Giove, orbitanti molto vicini tra loro. Il sistema contiene anche due dischi di detriti, all'interno dell'orbita del pianeta più interno e un altro al di fuori di quello più esterno. Recenti ricerche hanno dimostrato che i quattro pianeti sono bloccati in un ritmo perfetto che vede ciascuno completare il doppio dell'orbita del vicino:quindi per ogni orbita la più lontana completa, il successivo più vicino ne completa due, il prossimo ne completa quattro, mentre il più vicino ne completa otto.

Il team di Exeter e Warwick ha deciso di conoscere il destino finale del sistema creando un modello che permettesse loro di giocare a "flipper planetario" con i pianeti, indagare su ciò che può causare la destabilizzazione del ritmo perfetto.

Hanno determinato che la risonanza che blocca i quattro pianeti probabilmente durerà per i prossimi 3 miliardi di anni, nonostante gli effetti delle maree galattiche e dei sorvoli ravvicinati di altre stelle. Però, si rompe sempre una volta che la stella entra nella fase in cui diventa una gigante rossa, quando si espanderà fino a diverse centinaia di volte la sua dimensione attuale ed espellerà quasi la metà della sua massa, finendo come una nana bianca.

I pianeti inizieranno quindi a flippare e diventeranno un sistema altamente caotico in cui i loro movimenti diventano molto incerti. Anche cambiare la posizione di un pianeta di un centimetro all'inizio del processo può cambiare drasticamente il risultato.

La co-autrice, la professoressa Sasha Hinkley dell'Università di Exeter, ha dichiarato:"Il sistema HR 8799 è stato così iconico per la scienza esoplanetaria sin dalla sua scoperta circa 13 anni fa, e quindi è affascinante vedere nel futuro, e guardalo evolversi da un'armoniosa collezione di pianeti in una scena caotica."

L'autore principale, il dott. Dimitri Veras del Dipartimento di Fisica dell'Università di Warwick, ha dichiarato:"I pianeti si disperderanno gravitazionalmente l'uno dall'altro. In un caso, il pianeta più interno potrebbe essere espulso dal sistema. O, in un altro caso, il terzo pianeta può essere espulso. Oppure il secondo e il quarto pianeta potrebbero cambiare posizione. Qualsiasi combinazione è possibile solo con piccole modifiche.

"Sono così grandi e così vicini l'uno all'altro, l'unica cosa che li tiene in questo ritmo perfetto in questo momento sono le posizioni delle loro orbite. Tutti e quattro sono collegati in questa catena. Non appena la stella perde massa, le loro posizioni devieranno, allora due di loro si disperderanno l'un l'altro, provocando una reazione a catena tra tutti e quattro."

Indipendentemente dai movimenti precisi dei pianeti, una cosa di cui il team è certo è che i pianeti si muoveranno abbastanza da spostare il materiale dai dischi di detriti del sistema nell'atmosfera della stella. È questo tipo di detriti che gli astronomi stanno analizzando oggi per scoprire le storie di altri sistemi di nane bianche.

Il Dr. Veras aggiunge:"Questi pianeti si muovono intorno alla nana bianca in luoghi diversi e possono facilmente calciare qualsiasi detrito ancora presente nella nana bianca, inquinandolo.

"Il sistema planetario HR 8799 rappresenta un assaggio dei sistemi di nane bianche inquinate che vediamo oggi. È una dimostrazione del valore del calcolo dei destini dei sistemi planetari, piuttosto che limitarsi a guardare la loro formazione."