Ricostruzione artistica. Credit: Università di Warwick / Mark Garlick

Intro: il nucleo esposto di TOI 849 b

Il nucleo sopravvissuto di un gigante gassoso è stato scoperto in orbita attorno a una stella lontana dagli astronomi dell’Università di Warwick, offrendo uno sguardo senza precedenti all’interno di un pianeta. Il nucleo del Pianeta, che ha le stesse dimensioni di Nettuno nel nostro sistema solare, si crede sia un gigante gassoso che o è stato spogliato della sua atmosfera gassosa o che non è riuscito a formarne una.

Il team del Dipartimento di Fisica dell’Università di Warwick riporta la scoperta (1 luglio) sulla rivista Nature e si pensa che sia la prima volta che il nucleo esposto di un pianeta sia stato osservato.

Offre l’opportunità unica di scrutare l’interno di un pianeta e di conoscerne la composizione.

Situato intorno a una stella molto simile alla nostra a circa 730 anni luce di distanza, il nucleo, chiamato TOI 849 b orbita così vicino alla stella ospitante che un anno è di sole 18 ore e la sua temperatura superficiale è di circa 1800K.

Strumenti utilizzati nella ricerca

TOI 849 b è stato trovato in una ricerca tra le stelle effettuata dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, utilizzando il metodo del transito: osservare le stelle per il calo di luminosità della spia che indica che un pianeta è passato davanti a loro. Si trovava nel “deserto di Nettuno” – un termine usato dagli astronomi per indicare una regione vicina alle stelle dove raramente vediamo pianeti di massa simile a quella di Nettuno o più grandi.

Il segnale di transito è stato confermato e perfezionato utilizzando le osservazioni con dieci telescopi della Next-Generation Transit Survey (NGTS), guidata da Warwick, con sede presso l’Osservatorio Paranal dell’European Southern Observatory in Cile. I telescopi NGTS sono stati specificamente progettati per rilevare i picchi di luminosità molto bassi dei transiti degli esopianeti: in questo caso solo un decimo dell’uno per cento della luminosità della stella.

L’oggetto è stato poi analizzato con lo strumento HARPS, su un programma condotto dall’Università di Warwick, presso l’osservatorio La Silla dell’European Southern Observatory in Cile. Questo utilizza l’effetto Doppler per misurare la massa degli esopianeti misurandone l'”oscillazione” – piccoli movimenti verso e lontano da noi che si registrano come piccoli spostamenti nello spettro della luce della stella.

Un pianeta dalla storia insolita

Il team ha determinato che la massa dell’oggetto è 2-3 volte superiore a Nettuno, ma è anche incredibilmente densa, con tutto il materiale che compone quella massa schiacciata in un oggetto delle stesse dimensioni.

L’autore principale, il dottor David Armstrong del Dipartimento di Fisica dell’Università di Warwick ha detto: “Anche se questo è un pianeta insolitamente massiccio, è molto lontano dal più massiccio che conosciamo. Ma è il più massiccio che conosciamo per le sue dimensioni ed estremamente denso per essere delle dimensioni di Nettuno, il che ci dice che questo pianeta ha una storia molto insolita. Anche il fatto che si trovi in una posizione strana per la sua massa aiuta – non vediamo pianeti con questa massa in questi brevi periodi orbitali.

TOI 849 b è il pianeta terrestre più massiccio (che ha una densità simile a quella della terra) scoperto. Ci aspetteremmo che un pianeta così massiccio avesse accumulato grandi quantità di idrogeno ed elio quando si è formato, crescendo in qualcosa di simile a Giove. Il fatto che non vediamo questi gas ci fa capire che si tratta di un nucleo planetario esposto. Questa è la prima volta che scopriamo un nucleo esposto intatto di un gigante gassoso attorno a una stella”.

Le ipotesi

Ci sono due teorie sul perché stiamo vedendo il nucleo del pianeta, piuttosto che un tipico gigante gassoso. La prima è che una volta era simile a Giove, ma ha perso quasi tutto il suo gas esterno attraverso una varietà di metodi. Questi potrebbero includere l’interruzione delle maree, dove il pianeta viene fatto a pezzi a causa dell’orbita troppo vicina alla sua stella, o anche una collisione con un altro pianeta. Anche la fotoevaporazione dell’atmosfera su larga scala potrebbe avere un ruolo, ma non può rendere conto di tutti i gas che sono andati persi.

In alternativa, potrebbe essere un gigante gassoso “fallito“. Gli scienziati ritengono che una volta che il nucleo del gigante gassoso si sia formato, allora qualcosa potrebbe essere andato storto e non si è mai formata un’atmosfera. Questo potrebbe essere accaduto se ci fosse stato uno spazio vuoto nel disco di polvere da cui si è formato il pianeta, o se si fosse formato tardi e il disco avesse esaurito il materiale.

Aggiunge il dottor Armstrong: “In un modo o nell’altro, TOI 849 b era un gigante gassoso o è un gigante gassoso ‘fallito’. È il primo a dirci che pianeti come questo esistono e possono essere trovati. Abbiamo l’opportunità di guardare al nucleo di un pianeta in un modo che non possiamo fare nel nostro sistema solare. Ci sono ancora grandi questioni aperte sulla natura del nucleo di Giove, per esempio, esopianeti così strani e insoliti come questo aprono una finestra sulla formazione dei pianeti che non abbiamo altro modo di esplorare.

Anche se non abbiamo ancora informazioni sulla sua composizione chimica, possiamo seguirla con altri telescopi. Poiché TOI 849 b è così vicina alla stella, qualsiasi atmosfera rimanente intorno al pianeta deve essere costantemente rifornita dal nucleo. Quindi, se riusciamo a misurare quell’atmosfera, allora possiamo avere un’idea della composizione del nucleo stesso“.

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