Un esopianeta descritto dai ricercatori come anomalo, caotico e strano è diventato più chiaro grazie al telescopio spaziale James Webb.
L’esopianeta, 14 Herculis c, è uno dei più freddi mai osservati finora. Sebbene siano stati scoperti quasi 6.000 esopianeti, solo un piccolo numero di questi è stato ripreso direttamente e la maggior parteè molto calda. Il nuovo esopianeta, tra i più freddi mai osservati dal telescopio spaziale James Webb, ha dati che suggeriscono come 14 Herculis c, la cui massa è circa 7 volte quella del pianeta Giove, abbia una temperatura di soli -3 gradi Celsius. L’immagine di 14 Herculis c di Webb fornisce anche informazioni su un sistema planetario diverso dalla maggior parte degli altri esopianeti studiati in dettaglio da Webb e da altri osservatori terrestri e spaziali. La stella centrale, 14 Herculis, è quasi simile al Sole: ha età e temperatura simili al nostro Sole, ma è un po’ meno massiccia e più fredda.
Il sistema 14 Herculis
Il sistema in oggetto delle osservazioni possiede due esopianeti: 14 Herculis b è più vicino alla stella ed è coperto dalla maschera coronografica nell’immagine Webb. Questi pianeti non orbitano attorno alla stella madre sullo stesso piano come il nostro Sistema Solare. Invece, si incrociano formando una “X”, con la stella al centro. In altre parole, i piani orbitali dei pianeti sono inclinati l’uno rispetto all’altro di circa 40°. I pianeti si attraggono e si tirano a vicenda mentre orbitano attorno alla stella.
L’immagine del James Webb
È la prima volta che viene scattata un’immagine di un esopianeta in un sistema così disallineato. Gli scienziati stanno lavorando a diverse teorie su come i pianeti di questo sistema siano andati così “fuori rotta”. Una delle ipotesi più accreditate è che i pianeti si siano dispersi dopo che un terzo pianeta è stato espulso violentemente dal sistema all’inizio della sua formazione.
“L’evoluzione iniziale del nostro sistema solare è stata dominata dal movimento e dall’attrazione dei nostri giganti gassosi“, hanno spiegato gli scienziati. “Hanno scagliato asteroidi e riorganizzato altri pianeti. Qui, stiamo osservando le conseguenze di una scena del crimine planetaria più violenta. Ci ricorda che qualcosa di simile sarebbe potuto accadere al nostro sistema solare e che le conseguenze per pianeti piccoli come la Terra sono spesso dettate da forze molto più grandi“.
Comprendere le caratteristiche del pianeta
I nuovi dati del James Webb stanno fornendo ai ricercatori ulteriori informazioni non solo sulla temperatura di 14 Herculis c, ma anche su altri dettagli relativi all’orbita e all’atmosfera del pianeta. I risultati indicano che il pianeta orbita a circa 2,2 miliardi di chilometri dalla stella madre in un’orbita fortemente ellittica, o a forma di pallone da football, più vicino rispetto alle stime precedenti. Questa distanza dal Sole è circa 15 volte superiore a quella della Terra. In media, questo porrebbe 14 Herculis c tra Saturno e Urano nel nostro sistema solare.
La luminosità del pianeta, pari a 4,4 micron, misurata tramite il coronografo del James Webb, insieme alla massa nota del pianeta e all’età del sistema, suggerisce l’esistenza di alcune complesse dinamiche atmosferiche in gioco. “Se un pianeta di una certa massa si è formato 4 miliardi di anni fa, e poi si è raffreddato nel tempo perché non ha una fonte di energia che lo mantenga caldo, possiamo prevedere quanto dovrebbe essere caldo oggi“, ha affermato Daniella C. Bardalez Gagliuffi dell’Amherst College, co-prima autrice dello studio con Balmer. “Informazioni aggiuntive, come la luminosità percepita nelle immagini dirette, in teoria supporterebbero questa stima della temperatura del pianeta“.
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Nuovi quesiti
Tuttavia, le aspettative dei ricercatori non sempre si riflettono nei risultati. Nel caso di 14 Herculis c, la luminosità a questa lunghezza d’onda è inferiore a quella prevista per un oggetto di questa massa ed età. Il team di ricerca, tuttavia, riesce a spiegare questa discrepanza. Si chiama chimica del disequilibrio del carbonio, un fenomeno spesso osservato nelle nane brune.
“Questo esopianeta è così freddo che i migliori termini di paragone che abbiamo e che sono stati studiati attentamente sono le nane brune più fredde“, ha spiegato Bardalez Gagliuffi. “In quegli oggetti, come in 14 Herculis c, osserviamo anidride carbonica e monossido di carbonio presenti a temperature in cui dovremmo trovare metano. Questo è spiegato dal rimescolamento dell’atmosfera. Le molecole prodotte a temperature più calde nella bassa atmosfera vengono trasportate molto rapidamente nella fredda atmosfera superiore.“
I ricercatori sperano che l’immagine di 14 Herculis c scattata da Webb sia solo l’inizio di una nuova fase di ricerca su questo strano sistema. Sebbene il piccolo punto di luce ottenuto da Webb contenga una pletora di informazioni, futuri studi spettroscopici di 14 Herculis potrebbero circoscrivere meglio le proprietà atmosferiche di questo interessante pianeta e aiutare i ricercatori a comprendere le dinamiche e i percorsi di formazione del sistema.
Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale sul sito di NASA Science
- Leggi il paper scientifico intitolato “Parent Stars of Extrasolar Planets. IV. 14 Herculis, HD 187123, and HD 210277*” pubblicato su Astrophysical Journal Letters
