TOI-849b è un esopianeta grande quanto Nettuno ma incredibilmente roccioso. Potremmo aver scovato il primo “pianeta Chthonian” a 730 anni luce di distanza

TOI-849b è un esopianeta situato a circa 730 anni luce di distanza, attorno a una stella (TOI-849) che assomiglia molto al nostro Sole. E’ un po’ più piccolo di Nettuno (diametro 49.244 km), il che potrebbe far pensare ad un pianeta gassoso: in realtà è due volte più massiccio proprio di Nettuno ed ha una densità paragonabile a Terra e Venere. Questa scoperta suggerisce che l’esopianeta è roccioso, ma ben al di sopra del solito limite di dimensioni per i pianeti rocciosi. Il che, a sua volta, significa che potrebbe essere qualcosa di molto raro, quello che è noto come un “pianeta Chthonian” (pianeta ctonio), un nucleo di un gigante gassoso a cui è stata strappata l’atmosfera. Questa è un’ipotetica classe di pianeti, poiché il rilevamento di uno non è mai stato confermato prima.

Lo studio di TOI 849 b potrebbe aiutarci a capire meglio da cosa sono composte le spesse atmosfere dei giganti gassosi, come Nettuno, e i processi di formazione di questi formidabili pianeti.

TOI-849b
Rappresentazione artistica di TOI-849b e della sua stella madre.
Credit: University of Warwick/Mark Garlick

TOI 849 b è il pianeta terrestre più massiccio scoperto. Ci aspetteremmo che un pianeta così massiccio abbia accumulato grandi quantità di idrogeno ed elio quando si è formato, crescendo in qualcosa di simile a Giove“, ha detto l’astronomo David Armstrong  dell’Università di Warwick nel Regno Unito. “Il fatto che non vediamo quei gas ci fa pensare 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.

La scoperta di TOI-849b

TOI-849b è stato scoperto utilizzando il “Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS)” della NASA , il telescopio spaziale a caccia di esopianeti. TESS cerca esopianeti osservando le stelle cercando debolissimi cali di luminosità (metodo del transito). Questi cali indicano che qualcosa di grande, come un pianeta, sta passando davanti alla stella. Tutto ciò consente agli astronomi di calcolare la grandezza del pianeta e quanto è vicino alla stella. TOI-849b è molto vicino alla sua stella: completa un’orbita ogni 18 ore. Ciò lo rende estremamente caldo, con una temperatura superficiale di circa 1.530 gradi Celsius. Questa stretta vicinanza con la stella madre lo pone in una categoria speciale: pochissimi pianeti delle dimensioni di Nettuno sono stati trovati vicino alle loro stelle, creando quello che viene chiamato un “caldo deserto di Nettuno“.

Metodo del transito
Il metodo del transito. Credit: Henrykus 

Successive osservazioni

Il team ha proseguito le osservazioni di “follow-up” usando la spettroscopia Doppler. Quando un pianeta orbita attorno a una stella, esercita un leggero “strattone gravitazionale”, che la fa oscillare. La spettroscopia Doppler misura il modo in cui la luce della stella cambia mentre oscilla. Se la massa della stella è nota, gli astronomi possono calcolare la massa del pianeta in base alle oscillazioni della stella. TOI-849b ha una massa di circa 39,1 volte quella della Terra e 2,3 volte quella di Nettuno. Ciò si traduce in una densità di 5,2 grammi per centimetro cubo, molto vicino ai 5,24 g / cm³ di Venere e ai 5,51 g / cm³ del nostro pianeta

Nettuno
Nettuno. Credit: NASA

Questo è un pianeta insolitamente massiccio, molto lontano dal più massiccio che conosciamo“, ha spiegato Armstrong. “E’ il più massiccio che conosciamo per le sue dimensioni, ed estremamente denso per avere le stesse dimensioni di Nettuno. Ciò ci dice che questo pianeta ha una storia insolita. Aiuta anche il fatto che si trovi in ​​una strana posizione per la sua massa“.

Tutto ciò porta alla conclusione che stiamo osservando un pianeta Chthonian (anche se il suo passato resta ancora un mistero). Sono state formulate due ipotesi circa la sua formazione:

  • È possibile che TOI-849b si sia formato con un’enorme atmosfera gassosa simile a quella di Giove e che in seguito è stata strappata via in qualche modo. Sappiamo che i pianeti gassosi accanto alle loro stelle possono essere spogliati dalle loro atmosfere dall’incredibile calore. Ad esempio Gliese 3470 b sta perdendo la sua atmosfera ad un ritmo incredibile a causa del calore della sua stella. Questo processo non spiegherebbe l’intera perdita di atmosfera di TOI-849b, ma altri eventi hanno potuto avere un ruolo, come le collisioni con altri oggetti di grandi dimensioni.
  • L’altra opzione è che TOI-849b iniziò a formarsi come un gigante gassoso, ma non aveva abbastanza materiale a causa della tarda formazione nell’evoluzione del sistema planetario, quando nel disco protoplanetario della stella rimase pochissimo materiale, o perché si è formato in un vuoto del disco, dove non c’era abbastanza materiale per formare una spessa atmosfera.
Protoplanetario disco
Rappresentazione artistica di un disco protoplanetario

Conclusioni

Il team ha in programma ulteriori ricerche con osservazioni per cercare di determinare se a TOI-849b è rimasta atmosfera. Ciò potrebbe aiutare a determinare anche la composizione del nucleo stesso.

In un modo o nell’altro, TOI 849 b era un gigante gassoso o un gigante gassoso fallito “, ha detto Armstrong. “È il primo a dirci che pianeti come questo esistono e possono essere trovati. Abbiamo l’opportunità di guardare il nucleo di un pianeta in un modo che non possiamo fare nel nostro Sistema Solare. Ci sono ancora grandi domande aperte sulla natura del nucleo di Giove, per esempio. Esopianeti così strani e insoliti come questo ci danno informazioni fondamentali per conoscere meglio il nostro sistema solare“.

Riferimenti:

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