Lo spettrografo Igrins, montato sul telescopio Harlan J. Smith dell’osservatorio McDonald di Fort Davis, ha raccolto dati per la ricerca. Crediti: Ethan Tweedie Photography.
Se amate i paradossi, non limitatevi a gatti, scatole e meccanica quantistica. Ci sono interi sistemi planetari su cui arrovellarsi!
CI Tauri b ad esempio potrebbe fare al caso vostro: un giovane gigante gassoso con una massa 11.6 volte quella del nostro Giove, distante 450 anni luce da Terra nella costellazione del Toro, capace di completare un’orbita attorno alla sua stella ospite (di cui è 134 volte più brillante) al tempo record di nove giorni terrestri.
Ma facciamo un passo indietro. Per decenni, gli astronomi hanno concordato sul fatto che pianeti della taglia di Giove e Saturno avessero bisogno di 10 milioni di anni o più per formarsi completamente. Ma la scoperta di decine di gioviani caldi – giovani esopianeti gassosi la cui massa è confrontabile o superiore a quella di Giove, che percorrono un’orbita molto vicina alla stella madre – ha costretto gli astrofisici a cercare nuove spiegazioni.
Quattro anni fa gli astronomi Christopher Johns-Krull della Rice University e Lisa Prato del Lowell Observatory di Flagstaff, Arizona, hanno messo gli occhi su CI Tauri b. Vista la sua giovane età (la stella attorno alla quale si è formato ha appena 2 milioni di anni), questo gigante gassoso è risultato da subito un candidato perfetto alle osservazioni dello spettrografo Igrins (Immersion GRating INfrared Spectrometer), uno strumento che i “guardiani della galassia” Johns-Krull e Prato hanno utilizzato sul telescopio Harlan J. Smith dell’osservatorio McDonald di Fort Davis e il Discovery Channel Telescope del Lowell Observatory in Arizona.
I dati raccolti, recentemente presentati al 234° convegno dell’American Astronomical Society, suggeriscono che CI Tauri b potrebbe essersi formato con un meccanismo di hot start, un modello teorico che considera l’instabilità gravitazionale come elemento chiave nella formazione rapida di pianeti giganti.
Dal momento che in una stella ciascun elemento atomico e ciascuna molecola emette luce da un unico insieme di lunghezze d’onda, gli astronomi possono individuare firme specifiche per dedurne la composizione chimica, la temperatura, la densità e la velocità con cui si muove.
Lo studio di CI Tauri b è stato agevolato dalla velocità con cui ruota intorno alla sua stella. Quando stella e pianeta sono stazionari, le loro linee spettrali non sono facilmente distinguibili. In questo caso, invece, è stato possibile «rilevare la luce direttamente dal pianeta, ed è la prima volta che accade per un pianeta vicino a una stella così giovane», spiega Johns-Krull.
Il gruppo di ricerca si è servito dello spettro emesso dal monossido di carbonio per distinguere fra la radiazione propria del gigante gassoso e la luce proveniente dalla vicina stella ospite. «Lavorando di sottrazione è stato dunque possibile determinare la luminosità del pianeta che, messa a confronto con quella stellare, può dirci molto a proposito del suo processo di formazione», conclude Prato. «Non c’è modo di inventare le cose che osserviamo con il telescopio. L’universo è incredibile, non smette di stupirci».
Per saperne di più:
- Leggi l’anteprima dell’articolo in pubblicazione su Astrophysical Journal Letters: “CO Detected in CI Tau b: Hot Start Implied by Planet Mass and MK” di Laura Flagg, Christopher M. Johns-Krull, Larissa Nofi, Joe Llama, Lisa Prato, Kendall Sullivan, D. T. Jaffe e Gregory Mace.