Illustrazione artistica di Toi-849b, il primo nucleo primordiale di un gigante gassoso mai scoperto. Il pianeta ha una dimensione simile a quella di Nettuno e una densità pari a quella della Terra, caratteristiche rare per un oggetto in orbita così vicino alla sua stella. Crediti: University of Warwick/Mark Garlick
Tess, il satellite targato Nasa dedito alla ricerca di modi alieni, non smette di stupirci. Dopo Kelt-9b, l’esopianeta che sperimenta due estati e due inverni ogni anno (ne abbiamo parlato ieri su Media Inaf), il cacciatore di esopianeti ha ora scoperto un altro bizzarro mondo alieno. Il team di astronomi dell’Università di Warwick (Regno Unito) che ha condotto le osservazioni – di cui fa parte anche l’italiano Matteo Brogi, assistant professor presso la medesima università e associato Inaf – lo ha chiamato Toi-849b.
Qual è la sua particolarità? Toi-849b è il nucleo primordiale sopravvissuto di un gigante gassoso, il cuore di un pianeta che è stato privato della sua atmosfera o che non è riuscito a crearne una nelle sue prime fasi di vita. Una scoperta che offre un’opportunità unica: scrutare l’interno un pianeta e conoscerne la composizione.
Situato a circa 730 anni luce di distanza da noi, il pianeta “nudo” orbita così vicino alla sua stella – Toi-849, un astro simile al Sole per massa e temperatura – che un anno dura solo 18 ore e la sua temperatura superficiale è di circa 1.500 gradi Celsius.
Scovato in una regione della stella chiamata “deserto nettuniano” – un termine usato dagli astronomi per indicare una zona vicina alle stelle dove raramente si incontrano pianeti della massa di Nettuno – il pianeta è stato successivamente analizzato utilizzando il planet hunter dell’Eso Harps, uno spettrografo situato presso l’Osservatorio di La Silla, in Cile, grazie al quale il team ne ha stimato la massa: 0.13 volte quella di Giove, ovvero 40 volte quella della Terra. Dunque le dimensioni sono simili a quelle di Nettuno, ma la massa è due volte e mezza maggiore. La sua densità, invece, è simile a quella della Terra: 5.2 grammi per centimetro cubo. Caratteristiche, queste, abbastanza rare per un oggetto in orbita così vicino alla sua stella.
«Pur essendo un pianeta insolitamente massiccio, è ben lontano dall’essere il più massiccio che conosciamo», sottolinea David Armstrong, ricercatore presso l’Università di Warwick e primo autore dell’articolo, pubblicato su Nature, che riporta i dettagli della scoperta. «Tuttavia, fra i pianeti della sua taglia è il più massiccio che conosciamo. Per avere le dimensioni di Nettuno è estremamente denso, il che suggerice che abbia una storia molto insolita, anche in virtù della posizione in cui si trova: non vediamo pianeti di questa massa con periodi orbitali così brevi».
«Ci saremmo aspettati che un pianeta così massiccio avesse accumulato grandi quantità di idrogeno ed elio quando si è formato», continua il ricercatore, «e che crescendo divenisse simile a Giove. Il fatto che non vediamo questi gas ci fa capire che siamo davanti a un nucleo planetario esposto. Ed è la prima volta che ne scopriamo uno intatto, per un gigante gassoso attorno a una stella».
Ma come spiegare l’esistenza di questo pianeta extrasolare “spogliato” del suo guscio gassoso? Come accennato in apertura, gli autori avanzano due ipotesi. La prima è che Toi-849b sia ciò che resta di quello che una volta era un pianeta simile a Giove che, in seguito, abbia perso quasi tutta la sua atmosfera – per esempio a causa di eventi di distruzione mareale, collisioni con altri pianeti o foto-evaporazione, o per tutte e tre le cause messe assieme.
Che Toi-849b possa essere un gigante gassoso “fallito” è invece la seconda ipotesi. È possibile, spiegano i ricercatori, che subito dopo la formazione del nucleo qualcosa possa aver impedito all’atmosfera di formarsi. Ad esempio, una lacuna nel disco protoplanetario da cui il pianeta si è formato, o l’esaurimento della materia nel disco, se il pianeta è iniziato a formarsi tardivamente.
«Che si sia formato in un modo o nell’altro», conclude Armstrong, «Toi-849b ci dice che pianeti come questo esistono e possono essere trovati. E sebbene non abbiamo ancora alcuna informazione sulla sua composizione chimica, potremo studiarla con altri telescopi. Poiché Toi-849b è così vicino alla sua stella, infatti, qualsiasi atmosfera residua intorno al pianeta deve essere costantemente rifornita dal nucleo. Quindi, se possiamo studiare quell’atmosfera, allora possiamo anche ottenere informazioni sulla composizione del nucleo stesso».
Per saperne di più:
- Leggi su Nature l’articolo “A remnant planetary core in the hot Neptunian desert” di David J. Armstrong, Théo A. Lopez, Vardan Adibekyan, Richard A. Booth, Edward M. Bryant, Karen A. Collins, Alexandre Emsenhuber, Chelsea X. Huang, George W. King, Jorge Lillo-box, Jack J. Lissauer, Elisabeth C. Matthews, Olivier Mousis, Louise D. Nielsen, Hugh Osborn, Jon Otegi, Nuno C. Santos, Sérgio G. Sousa, Keivan G. Stassun, Dimitri Veras, Carl Ziegler, Jack S. Acton, Jose M. Almenara, David R. Anderson, David Barrado, Susana C.C. Barros, Daniel Bayliss, Claudia Belardi, Francois Bouchy, César Briceno, Matteo Brogi, David J. A. Brown, Matthew R. Burleigh, Sarah L. Casewell, Alexander Chaushev, David R. Ciardi, Kevin I. Collins, Knicole D. Colón, Benjamin F. Cooke, Ian J. M. Crossfield, Rodrigo F. Díaz, Magali Deleuil, Elisa Delgado Mena, Olivier D. S. Demangeon, Caroline Dorn, Xavier Dumusque, Philipp Eigmuller, Michael Fausnaugh, Pedro Figueira, Tianjun Gan, Siddharth Gandhi, Samuel Gill, Michael R. Goad, Maximilian N. Guenther, Ravit Helled, Saeed Hojjatpanah, Steve B. Howell, James Jackman, James S. Jenkins, Jon M. Jenkins, Eric L. N. Jensen, Grant M. Kennedy, David W. Latham, Nicholas Law, Monika Lendl, Michael Lozovsky, Andrew W. Mann, Maximiliano Moyano, James McCormac, Farzana Meru, Christoph Mordasini, Ares Osborn, Don Pollacco, Didier Queloz, Liam Raynard, George R. Ricker, Pamela Rowden, Alexandre Santerne, Joshua E. Schlieder, S. Seager, Lizhou Sha, Thiam-Guan Tan, Rosanna H. Tilbrook, Eric Ting, Stéphane Udry, Roland Vanderspek, Christopher A. Watson, Richard G. West, Paul A. Wilson, Joshua N. Winn, Peter Wheatley, Jesus Noel Villasenor, Jose I. Vines e Zhuchang Zhan