eso9. Esopianeti: dove porta la via numerologica?

No, no, niente panico: non siamo passati al Lato Oscuro, le nostre simpatie vanno ancora tutte al metodo scientifico, alla razionalità, alla laicità. Il fatto che da un articolo su Halloween (nello spazio) si sia passati ad un altro che puzza un po’ di magia (la “legge” Titius-Bode) non significa affatto che la prossima settimana avremo saltato il fosso e mollato il SETI per darci all’avvistamento di salsicciotti volanti. Ma pur rimanendo fedeli alla causa della Scienza, il fatto è che questa vecchia legge empirica dimenticata da tutti, oggi è ritornata di interesse per la scoperta dei pianeti extrasolari, nuovi e unici giudici per questa “relazione aritmetica non falsicabile”. Proprio quando si sembrava arrivati all’ultimo atto, ecco il colpo di scena! (RF)

La cosidetta “Legge di Titius – Bode”, è sempre stata considerata una curiosità, qualcosa dipendente dal caso, o poco più. Ma recentemente questa bizzarria numerologica, che predice l’apparire dei pianeti in un sistema planetario con un certo rapporto tra i loro periodi orbitali, è stata oggetto di una nuova ricerca. (la tabella mostra i valori forniti dalla Titius – Bode quando applicata al Sistema Solare n.d.t.). François Graner (Ecole Normale Superieure, Paris) e Bérangere Dubrulle (Observatoire Midi Pyrenees, Toulouse) hanno rivisitato la Titius – Bode negli anni ’90, chiedendosi se si erano effettivamente registrate quelle proprietà simmetriche che la maggior parte dei sistemi planetari dovrebbe esibire.

 

(nell’immagine Johann Titius)

E ora il lavoro in corso all’Università Nazionale Australiana e all’Università di Copenhagen ha fornito predizioni utilizzando una versione modificata della legge che può essere messa alla prova osservando i sistemi esoplanetari conosciuti. Così noi abbiamo bisogno di rinfrescare i nostri ricordi della formulazione che ci mostra una predizione relativa ad alcune orbite planetarie. Prendi una sequenza numerica dove ogni numero sia doppio del precedente, cioè 0, 3, 6, 12 e così via. Aggiungi 4 ad ognuno dei numeri e poi dividili per 10. Se esamini il Sistema Solare prendendo come unità di misura l’Unità Astronomica, i pianeti seguono la sequenza sotto molti aspetti. Ci è voluta la mancanza di un pianeta in quella che è chiamata oggi La Cintura Principale degli Asteroidi per indurre Johann Bode a suggerire che un pianeta avrebbe dovuto effettivamete apparire a 2,8 AU tra Marte e Giove, proprio dove successivamente è stato individuato il pianeta nano Cerere. La cosiddetta legge Titius-Bode, sviluppata nel diciottesimo secolo da Johann Titius, e in seguito analizzata da Johann Elert Bode, aveva guadagnato terreno nel 1781, quando il pianeta Urano fu trovato a 19,2 AU anziché 19,6. Purtroppo Nettuno fu rilevato a 30,8 AU invece che 38,8, come predetto dalla Titius – Bode, e Plutone alla distanza media di 40 AU invece di 77,2 (segue un’orbita fortemente ellittica n.d.t.).

 

(nell’immagine, Johann Bode).

Esiste qualche versione della relazione Titius-Bode che può ancora aiutarci nel nostro lavoro con gli esopianeti? Steffen Kjær Jacobsen (Niels Bohr Institute, Copenhagen) e i suoi colleghi ricercatori Charles Lineweaver e Timothy Bovaird (gli ultimi due all’ ANU) si sono chiesti se una forma modificata della Titius – Bode potesse essere in qualche modo utile nel prevedere le orbite dei pianeti. Mentre sviluppano il lavoro presentato per la prima volta in un documento del 2013 dedicato a tale argomento, gli autori credono effettivamente che i risultati possano essere incrociati con dati già esistenti. Dice Jacobsen:

Abbiamo deciso di adottare questo metodo per calcolare le posizioni planetarie potenziali in 151 sistemi planetari, dove il telescopio spaziale Kepler aveva trovato da 3 a 6 pianeti. In 124 sistemi, i risultati previsti con la Titius – Bode combaciavano con le reali posizioni dei pianeti tanto quanto lo facevano nel nostro stesso sistema planetario, o anche di più. Ma usando la Titius – Bode tentavamo di prevedere dove avrebbero potuto esserci più pianeti nelle zone esterne dei sistemi planetari. Noi però avevamo fatto i calcoli solo per pianeti che avevano buone probabilità di essere visti col telescopio spaziale Kepler.

 

Immagine : Sistemi di pianeti extrasolari dove i pianeti già noti sono contrassegnati con puntini blu , mentre i punti rossi indicano i pianeti previsti dalla legge di Titius – Bode sulla composizione dei sistemi planetari . 124 sistemi planetari nel sondaggio – in base ai dati del satellite Kepler , si adattano con questa formula . (Credit : Timothy Bovaird et al , 2015)

Nel loro articolo sul Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, il team spiega di aver preso i 27 sistemi planetari che non soddisfacevano i requisiti della Titius-Bode e di aver aggiunto dei pianeti laddove questa prevedeva che si sarebbero trovati. Con l’aggiunta di questi pianeti a quelli già noti, il loro lavoro ha previsto un totale di 228 pianeti nei 151 sistemi planetari. Da questo il team ha ricavato una lista di priorità di 77 pianeti in 40 sistemi.

I ricercatori suggeriscono di cercare questi pianeti  nella banca dati di Kepler, un’opportunità per falsificare le previsioni della Titius-Bode attingendo ad archivi di dati già esistenti. Questo lavoro segue la precedente indagine, fatta dai due coautori Bovaird e Lineweaver, sulle possibilità di applicare la Titius-Bode agli esopianeti, che prevedeva nel 2013 l’esistenza di 141 nuovi esopianeti in 68 sistemi. L’anno successivo Changcheng Huang e Gaspar Bakos eseguirono una ricerca sui dati di Kepler per 97 dei pianeti così previsti, concludendo con la conferma di cinque di essi. L’attuale documento puntualizza ulteriormente la metodologia dell’articolo del 2013, così come precisato qui sotto:

In questo lavoro, eseguiamo una migliore valutazione della TB [Titius-Bode] su un campione più ampio dei sistemi multi-planetari di Kepler per ottenere nuove previsioni sul periodo orbitale degli esopianeti. Diamo per acquisito che all’interno dei sistemi multi-planetari viga un alto grado di complanarità, e he venga usato per ottenere la stima più probabile dell’inclinazione del piano invariabile di ciascun sistema. Poi mettiamo in ordine di priorità le nostre previsioni originali e le nuove basate sulla TB secondo la loro probabilità geometrica di transito. Il confronto delle nostre previsioni originali con le conferme ottenute con il sistema HB14 [il testo Huang / Bakos] dimostra che, limitando le nostre previsioni a quelle con un’alta probabilità geometrica di transito, il tasso di rilevamento dovrebbe aumentare di circa 3 volte.

Se le previsioni della Titius-Bode dovessero reggere, dovrebbero esistere da 1 a 3 pianeti nella zona abitabile di ciascuno dei sistemi. Il team ha condotto un ulteriore studio sui 31 sistemi fra i 151 studiati in cui sono stati trovati pianeti vicino alla zona abitabile, constatando che ci dovrebbe essere in questa una media di due pianeti. Se le implicazioni della Titius-Bode sono sostanzialmente vere, allora esiste un potenziale di miliardi di stelle con pianeti attraverso le zone abitabili di tutta la galassia, una constatazione che potrebbe essere supportata da una successiva analisi dell’archivio dati di Kepler e da altri futuri lavori.

TRADUZIONE A  CURA DELLA

REDAZIONE DEL TREDICESIMO CAVALIERE

Titolo originale: Find exoplanets using the Titius – Bode Relation? by Paul Gilster, viene pubblicato per la prima volta su Centauri Dreams il 18 marzo 2015. Credis to Wikipedia.

FONTI

The paper is Bovaird, Lineweaver and Jacobsen, “Using the inclinations of Kepler systems to prioritize new Titius–Bode-based exoplanet predictions,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Vol. 448, Issue 4, pp. 3608-3627 (abstract). The 2013 paper is Bovaird and Lineweaver, “Exoplanet predictions based on the generalized Titius–Bode relation,” MNRAS Vol. 435, Issue 2, pp. 1126-1138 (abstract). The Huang/Bakos paper is “Testing the Titius–Bode law predictions for Kepler multiplanet systems,” MNRAS Vol. 442, Issue 1, pp. 674-681 (abstract).