Non è passato molto dall’invenzione del telescopio per capire che Giove è il pianeta più grande del sistema solare, rimanendo il pianeta più grande conosciuto per quasi 400 anni. Ora, con così tanti esopianeti (pianeti al di là del Sistema Solare), il suo record di dimensioni è stato superato molte volte.
Tuttavia, non abbiamo una risposta definitiva alla domanda su quale di queste scoperte sia la più grande; piuttosto, ci sono diversi contendenti.
Prima di tutto, cos’è un pianeta? La maggior parte delle controversie quando l’Unione Astronomica Internazionale (IAU) ha creato una definizione per i pianeti nel 2005 si è concentrata su quelli esclusi sul l’estremità più piccola, in particolare Plutone. Tuttavia, possono esserci domande anche riguardo a oggetti molto grandi.
Consideriamo un pianeta un corpo che orbita attorno a una stella (o ha un’orbita reciproca con essa), ma non è abbastanza massiccio da causare fusione al suo nucleo, come farebbe un’altra stella. Requisiti aggiuntivi sono che abbia raggiunto l’equilibrio idrostatico (quello che la maggior parte di noi chiama essere quasi sferico) e dominare dinamicamente la sua regione.
Il dibattito continua su cosa significhi veramente dominare, ma questo è un problema per i candidati planetari più piccoli, non per quelli grandi. La difficoltà per gli oggetti più grandi è che è più facile fondere il deuterio rispetto all’idrogeno. Questo crea la categoria di oggetti noti come nane brune, che hanno abbastanza pressione gravitazionale da fondere atomi di deuterio al nucleo, ma non idrogeno.
Poiché il deuterio è raro, le nane brune producono una piccola frazione della luce di una vera stella, rendendole piuttosto difficili da distinguere dai pianeti ordinari. Alcuni astronomi vorrebbero vedere le nane brune incluse come pianeti, e alcuni vanno oltre e sostengono che la categoria dovrebbe estendersi alle nane bianche.
In tal caso, le nane bianche sarebbero i pianeti più piccoli, ma più massicci, che abbiamo trovato. Tuttavia, l’IAU respinge entrambe le espansioni della definizione. Definisce il limite come la; Massa limite per la fusione termonucleare del deuterio (attualmente calcolata in 13 masse gioviane per oggetti di metallicità solare).
Come indica l’ultima parte di tale affermazione, la massa necessaria per avviare la fusione dipende in parte dalla composizione. Senza conoscere il rapporto tra idrogeno e elementi più pesanti, c’è un intervallo in cui non possiamo distinguere pianeti e nane brune.
La definizione dell’IAU esclude anche gli oggetti troppo grandi rispetto a ciò che orbitano. Questo è rilevante nel caso dei cosiddetti pianeti vagabondi, quelli che fluttuano liberamente attraverso la galassia, senza una stella o una nana bruna a guidarli.
Si ipotizza che ci siano più pianeti vagabondi rispetto a quelli ordinari, ma sono molto più difficili da trovare. Tuttavia, quasi 100 sono stati recentemente avvistati nella Nebulosa di Orione.
Alcuni dei pianeti vagabondi che abbiamo trovato sono molto grandi, ben oltre la gamma di dimensioni in cui potrebbero essere nane brune (vedi 2M1207-3900 ad esempio). Piuttosto che discutere con l’IAU, (almeno finché non cambiano la loro definizione) escluderemo questi dalla nostra considerazione.
Quindi, qual è il più grande? E il più massiccio? Anche avendo ristretto la competizione in questo modo, la risposta più vera è: non lo sappiamo. Ci sono incertezze nelle nostre stime delle masse degli esopianeti, e ancora di più per quanto riguarda le dimensioni.
Questi intervalli di errore sono abbastanza ampi da far sovrapporre i principali contendenti. Molti non possono nemmeno essere categorizzati come pianeti o nane brune con sicurezza.
GQ Lupib è uno dei contendenti, a seconda se stia fondendo deuterio o meno. Ci sono stati almeno quattro tentativi di stimare il suo raggio, che hanno prodotto valori che vanno da 1,8 volte il raggio di Giove a 4.6 volte.
La seconda stima è accompagnata da un’incertezza particolarmente grande, quindi questa bestia potrebbe arrivare fino a 6 raggi gioviani (più di 200 volte il volume di Giove). Il motivo per cui è così difficile stimare questo pianeta è che è molto giovane.
A quell’età, i pianeti hanno ancora molto calore dalla loro precedente energia potenziale gravitazionale. GQ Lupi b si trova intorno ai 2000° C (3.600° F), rendendo difficile capire se tutto quel calore sia dovuto alla formazione, o se c’è anche un po’ di fusione.
Inoltre, è così lontano dalla sua stella (3,3 volte più lontano di Nettuno dal Sole) che non possiamo misurarne la massa osservando gli effetti gravitazionali. Sul lato positivo, la combinazione di calore e distanza dalla sua stella sono le ragioni per cui possiamo immaginare direttamente questo enorme oggetto.
C’è ancora più incertezza su HD 100546b, con stime molto variabili di dimensioni, massa e se sia un pianeta del tutto. Tienilo d’occhio, se non altro perché è in cima alle classifiche delle dimensioni nell’Archivio degli Esopianeti della NASA, ma probabilmente è meglio non assegnare ancora trofei.
C’è meno disaccordo su PDS 70b. Una stima del suo raggio lo pone a 2,72 volte quello di Giove, mentre un’altra dice semplicemente che è sicuramente più di 1,3 raggi gioviani.
Questo lo rende un forte contendente per il pianeta più voluminoso, se si escludono le possibili nane brune. Il suo status planetario non è in discussione, con una massa compresa tra 2 e 8 volte quella di Giove, rendendolo grande, ma lontano dalla possibile fusione.
DH Taurib ha una dimensione stimata molto simile a PDS 70b, ma con speculazioni sulla possibile nana bruna che lo sovrastano. Se trovi questa incertezza frustrante, potresti preferire HAT-P-67b.
A differenza di quelli menzionati in precedenza, questo pianeta transita davanti alla sua stella, visto dalla Terra. Questo ci ha dato una stima di 2,085 volte il raggio di Giove, con intervalli di errore insolitamente stretti.
Certamente non è un contendente per il pianeta più massiccio, tuttavia. La sua massa è più vicina a quella di Saturno che a quella di Giove, indicando una densità molto bassa dovuta all’espansione causata dalla sua vicinanza alla sua stella.
Ci sono, tuttavia, una mezza dozzina di pianeti con dimensioni stimate molto simili a HAT-P-67b (uno addirittura leggermente più grande), ma con intervalli di errore molto più ampi, quindi in realtà, ognuno di questi potrebbe essere il più grande.
Se vuoi il pianeta più massiccio, la ricerca diventa ancora più difficile: qualsiasi oggetto con abbastanza massa da essere un contendente sarà automaticamente sospettato di essere una nana bruna.
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