Rogue planets, celestial bodies unbound by any star, are a confirmed astronomical phenomenon with potential implications for the search for extraterrestrial life and understanding planetary system evolution.
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In una puntata di Star Trek Enterprise, l’equipaggio si imbatte in un pianeta
solitario. Si tratta di un pianeta che non orbita attorno ad una stella ma che si muove liberamente
nello spazio. Grazie al suo nucleo attivo in grado di generare calore, il pianeta ha una
temperatura tale da ospitare forme di vita. Oggi sappiamo che i pianeti solitari non sono
solamente frutto della fantascienza, ma esistono davvero. Grazie a recenti osservazioni si sono
scoperti diversi pianeti senza stella che viaggiano nel buio dello spazio.
Da dove vengono, e come si sono formati? Questi pianeti possono ospitare la vita?
Rimanete fino alla fine perchè oltre a rispondere a queste domande proveremo a
capire se e se c’è la possibilità che qualche pianeta si avvicini al sistema solare per
essere studiato nel dettaglio e se addirittura possono diventare una minaccia per la Terra.
I pianeti senza stella sono chiamati in diversi modi: Pianeti vaganti, erranti,
pianeti interstellari e addirittura pianeti orfani, ma il termine scientificamente più
accurato è pianeti fluttuanti. In questo video li chiameremo semplicemente pianeti vaganti.
Normalmente siamo abituati a pensare ad un pianeta come ad un oggetto celeste che orbita attorno ad
una stella. I pianeti vaganti, invece, sono oggetti con una massa paragonabile a quella
di un pianeta, ma che non sono legati gravitazionalmente a nessuna stella. Si
muovono liberamente nello spazio interstellare. Gli astronomi hanno proposto quattro scenari per
spiegare la loro origine ma quelli più accreditati sono due: Il primo è che il pianeta si formi
autonomamente, al di fuori di qualsiasi sistema planetario. Si è osservato che nello spazio ci
sono delle piccole nubi composte da gas e polvere. Quando queste collassano e si comprimono, possono
formare un pianeta che sarà, inevitabilmente, un pianeta gassoso, come lo sono Giove e Saturno.
Recentemente, grazie al telescopio spaziale James Webb, si sono scoperti nella nebulosa di Orione,
ben 40 oggetti di massa simile a quella di Giove, chiamati Jumbo. Si tratta di coppie di pianeti
vaganti che orbitano l'uno attorno all'altro senza appartenere a nessuna stella. Questo suggerisce
che si siano formati in maniera indipendente. Il secondo scenario, che è quello più probabile,
prevede che i pianeti vaganti fossero inizialmente dei normali pianeti in orbita attorno ad una
stella, ma che successivamente siano stati espulsi dal loro sistema. Sappiamo che, soprattutto nelle
prime fasi di formazione planetaria, le orbite dei pianeti possono cambiare, quindi può capitare
che un gigante gassoso come Giove, incontri un pianeta roccioso più piccolo. E quando un pianeta
massiccio incontra un pianeta con una massa minore, a rimetterci è il pianeta più piccolo.
L’interazione gravitazionale fa accelerare il pianeta minore che acquisisce una velocità
così elevata da vincere la forza di attrazione gravitazionale della stella. Questa non è più in
grado di tenerlo legato a sé e, dunque il pianeta, viene espulso dal sistema come una fionda,
e continuerà a vagare da solo nello spazio. Diversi ricercatori hanno effettuato varie
simulazioni con potenti computer per simulare le posizioni e le orbite dei pianeti nel tempo.
Hanno simulato centinaia di sistemi planetari, ciascuno con un numero diverso di pianeti,
e si è arrivati alla conclusione che i sistemi, soprattutto quelli con i giganti gassosi,
tendono spesso ad espellere anche più di un pianeta nel primo miliardo di anni.
Se queste simulazioni fossero esatte, significa che nella Via Lattea ci sono miliardi di pianeti
rocciosi di piccole dimensioni che sono stati espulsi dalle loro stelle.
Addirittura potrebbero esserci più pianeti vaganti che stelle di sequenza principale.
Bene, ora che sappiamo che là fuori c’è un alto numero di mondi che vagano solitari, la domanda
sorge spontanea: come trovarli? Noi vediamo la Luna e i pianeti del nostro Sistema Solare,
non perché emettono luce, ma perché riflettono la luce del Sole. Ma se i pianeti vaganti si
muovono nell’oscurità più totale perché non sono illuminati da una stella, allora come trovarli?
Gli astronomi, come spesso accade, trovano dei metodi indiretti per osservare gli oggetti
nel cielo. In particolare, i pianeti vaganti sono stati trovati utilizzando
due metodi. Quello più efficace sfrutta il fenomeno della microlente gravitazionale,
basato sulla teoria della relatività generale di Einstein. Dobbiamo partire dal presupposto
che ogni oggetto dotato di massa è in grado di curvare lo spazio. Più un oggetto è massiccio,
maggiore è la curvatura che genera. Se immaginiamo di mandare un raggio di luce nello spazio vuoto,
questo si muove in linea retta. Ma se nelle vicinanze è presente un oggetto
dotato di massa, questo piega lo spazio e la traiettoria della luce sarà curvata.
Gli astronomi puntano i telescopi verso il cielo ed effettuano lunghe campagne di osservazione
delle stelle. Quando un pianeta vagante passa davanti ad una stella, i raggi luminosi di
quest’ultima vengono deviati perché seguono la curvatura dello spazio creata dalla gravità
del pianeta. Il pianeta vagante si comporta come una lente d'ingrandimento che distorce
ed amplifica la luce della stella sullo sfondo. Sono stati pubblicati diversi studi ed è emerso
che la maggior parte dei pianeti vaganti rilevati hanno masse comparabili con quella della Terra.
Questo rafforza l’ipotesi che i piccoli pianeti rocciosi hanno una maggiore probabilità di essere
espulsi dal proprio sistema planetario. Questo è un pianeta candidato che potrebbe
essere più piccolo di Giove oppure essere una super Terra. Mentre questo è il primo pianeta
candidato ad avere una massa simile alla Terra. Una ricerca pubblicata nel 2021 su Nature
Astronomy ha annunciato la scoperta di almeno 70 pianeti vaganti vicino
alla costellazione dello scorpione. Questo metodo però ha un limite e cioè che,
il fenomeno di microlente, si verifica solo una volta. Dopo che il pianeta è passato davanti alla
stella non può più essere rilevato. Per questo motivo alcuni dei pianeti
vaganti rilevati sono considerati dei candidati e per poter essere confermati
bisogna effettuare complesse osservazioni. Ma come detto c’è un altro metodo che consente
agli astronomi di trovare i pianeti vaganti ed è quello di osservarli direttamente. Aspetta,
avevamo detto che i pianeti vaganti non emettono luce quindi non è possibile vederli.
Questo è vero, ma i pianeti più giovani, cioè quelli che si sono formati relativamente da poco
tempo, mantengono ancora del calore, che può essere osservato attraverso
la radiazione infrarossa che emettono. Ci sono dei telescopi che funzionano come le
telecamere termiche, che permettono di rilevare il calore emanato dai corpi. Il telescopio spaziale
WISE, lanciato nel 2009 e progettato per osservare negli infrarossi, ha scoperto un oggetto vagante
più grande di un pianeta, a soli 7 anni luce dalla Terra. I pianeti vaganti rilevati tramite
immagine diretta tendono a essere oggetti molto massicci, anche più grandi di Giove e Saturno,
composti principalmente da idrogeno ed elio, dunque non hanno una superficie solida.
Al contrario, il metodo della microlente gravitazionale ha permesso di scoprire pianeti
rocciosi con masse e dimensioni paragonabili a quelle della Terra fino a Nettuno. I pianeti
vaganti di tipo roccioso sono quelli più interessanti per capire se possono avere le
condizioni necessarie a supportare la vita. So che può sembrare strano parlare di vita su
un pianeta alla deriva perché questo si muove nello spazio buio e freddo e non
ha una stella che lo riscaldi, ma uno studio ha analizzato come questi pianeti possano ospitare
la vita nonostante le condizioni estreme. Innanzitutto, un pianeta vagante di tipo roccioso,
poiché non riceve calore dall’esterno, è probabile che si presenti come un mondo completamente
ricoperto da uno spesso strato di ghiaccio. Gli autori dello studio ipotizzano che la vita
possa esistere non sulla superficie, ma negli oceani liquidi sotto lo strato di ghiaccio.
Nel nostro sistema solare, quando la sonda Cassini ha sorvolato Encelado,
la luna ghiacciata di Saturno, ha visto dei geyser di acqua provenire dal suo oceano sotterraneo. La
sonda è addirittura passata dentro uno dei geyser rilevando acqua salata e tracce di molecole
organiche, cioè elementi chimici su cui si basa la vita. Si ipotizza infatti che sotto lo strato di
ghiaccio di Encelado ci sia un oceano di acqua salata e che sul fondo ci possano essere delle
sorgenti idrotermali potenzialmente abitabili, proprio come le sorgenti idrotermali che si
trovano sui fondali oceanici della Terra, dove prosperano esseri viventi in assenza di luce.
Se un pianeta vagante avesse un nucleo attivo in grado di generare calore, allora potrebbe
avere condizioni simili alla luna di Saturno ed avere un oceano liquido sotto una superficie
ghiacciata. Sul fondo dell’oceano potrebbero prosperare delle semplici forme di vita.
Gli autori dello studio, suppongono che se un pianeta vagante avesse la stessa quantità di acqua
della Terra, dovrebbe essere circa 3 volte e mezzo più massiccio per generare il calore sufficiente a
mantenere un oceano liquido sotto la superficie ghiacciata. Ma gli astronomi hanno scoperto
l’esistenza di mondi oceanici cioè pianeti completamente ricoperti da acqua. In questo caso,
il pianeta vagante potrebbe essere anche meno massiccio fino ad essere simile alla Terra.
Il pianeta inoltre potrebbe avere un’atmosfera che lo aiuterebbe a non disperdere il calore. Infatti
essere espulsi da un sistema planetario nella fase iniziale, ha il vantaggio che la forte luce
ultravioletta della stella non riesce a strappare via l'atmosfera di idrogeno dal pianeta.
Uno studio afferma che un'atmosfera ricca di idrogeno non solo intrappolerebbe il calore
interno, ma potrebbe anche consentire al pianeta di mantenere oceani liquidi in superficie.
Questo discorso non vale se il pianeta vagante fosse un gigante gassoso. Ma se il pianeta
avesse una o più lune allora, attraverso il riscaldamento mareale, una di queste
potrebbe avere il calore necessario per avere un oceano liquido. Infatti la costante attrazione
gravitazionale tra pianeta e luna porterebbe l’emisfero della luna rivolto verso il pianeta ad
essere attratto verso di esso. All’interno della superficie si genererebbero incredibili forze
di attrito che produrrebbero calore, mantenendo l’oceano sotto la superficie in forma liquida.
Questo fenomeno è stato osservato sulla luna di Giove, Europa,
la quale presenta una superficie ghiacciata che ricopre un oceano di acqua liquida.
Addirittura, la luna più interna di Giove, Io, subisce deformazioni della superficie così
estreme che il calore generato scioglie la roccia creando magma e alimentando l’attività vulcanica
della luna. Trovate un video qui sul canale. Quindi le lune del pianeta vagante potrebbero
avere oceani liquidi sotto la superficie in grado di ospitare microrganismi sui fondali.
Ora, considerando che nel sistema solare passano diversi oggetti interstellari,
come ad esempio la recente scoperta di 3I/ATLAS, una cometa proveniente dallo spazio,
è probabile che anche i pianeti vaganti possano passare nel sistema solare o almeno avvicinarsi?
Le probabilità che un pianeta vagante entri nel sistema solare e, ancor di più,
che si avvicini abbastanza da rappresentare una minaccia per la Terra sono estremamente basse.
Ancora meno probabile è che possa collidere con un pianeta del sistema solare. Sarebbe
come colpire da Roma, un granello di sabbia che si trova a New York.
Per adesso l’oggetto più vicino che gli astronomi sono riusciti ad osservare e Luhman 16
a soli 6 anni luce e mezzo dalla Terra, ma non si tratta di un pianeta vagante,
ma di una coppia di nane brune, ossia una via di mezzo tra un pianeta e una stella.
Se mai un pianeta vagante dovesse passare vicino al sistema solare,
gli astronomi potrebbero avere la possibilità di analizzarlo con grande dettaglio utilizzando i
telescopi. Si potrebbe conoscere la composizione della sua atmosfera, la sua temperatura,
e se potrebbe avere acqua sulla sua superficie. Il telescopio spaziale Nancy Grace Roman che
verrà lanciato nel 2027 osserverà l’universo nell’infrarosso e potrà
scoprire centinaia di pianeti vaganti dalle dimensioni simili a quelle della Terra.
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