L’esplorazione dello Spazio continua a regalare scoperte capaci di ribaltare i libri di testo. Un team internazionale di astronomi guidato da Shubham Kanodia della Carnegie Institution for Science ha individuato un sistema planetario straordinario. TOI-5205b, un esopianeta proibito dalle dimensioni paragonabili a quelle di Giove, che orbita attorno a una stella nana M di piccola massa chiamata TOI-5205. La presenza di questo gigante gassoso in un sistema così ridotto sfida direttamente i modelli attuali di formazione planetaria. Una stella di dimensioni così contenute non avrebbe mai potuto generare un pianeta di tali proporzioni.
Un Pisello che orbita attorno a un Limone
Le stelle di tipo nana M sono le più comuni nella nostra galassia, la Via Lattea. Sono caratterizzate da masse e luminosità molto inferiori rispetto al nostro Sole, oltre che da temperature superficiali più Basse. Sebbene sia frequente trovare pianeti rocciosi in orbita attorno a queste piccole stelle, la nascita di un gigante gassoso è considerata un evento estremamente raro. Per comprendere l’eccezionalità di questo esopianeta proibito, basta confrontare le proporzioni:
- Il nostro Sistema Solare: Giove orbita attorno al Sole, che ha un raggio circa 10 volte superiore a quello del pianeta. In questa proporzione, Giove equivale a un granello di pisello in orbita attorno a un pompelmo.
- Il sistema TOI-5205: Il pianeta TOI-5205b ha dimensioni quasi comparabili a quelle della sua stella ospite. In questo caso, le proporzioni equivalgono a un pisello che ruota attorno a un limone.
Quando TOI-5205b passa davanti alla sua stella (fenomeno noto come transito), blocca circa il 7% della luce totale emessa dall’astro. Si tratta di una delle eclissi esoplanetarie più profonde mai misurate nella storia dell’astronomia per un pianeta confermato.
Da TESS ai telescopi a terra
La prima spia dell’esistenza di questo esopianeta proibito è stata intercettata dal cacciatore di pianeti della NASA, il satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), che ha rilevato la calo periodico e profondo di luminosità della stella TOI-5205. Per confermare la natura planetaria del segnale ed escludere falsi positivi, il team di ricerca si è avvalso di una vasta rete di strumenti e osservatori a terra.
- PFCue (Habitable-zone Planet Finder): Installato sul Hobby-Eberly Telescope in Texas, utilizzato per misurare la velocità radiale della stella.
- ARCTIC: Spettrografo montato sul telescopio da 3,5 metri dell’ Apache Point Observatory (Nuovo Messico).
- NN-EXPLORE Exoplanet Stellar Speckle Imager (NESSI): Presso il telescopio WIYN da 3,5 metri al Kitt Peak National Observatory.
- Telescopi dello Scultore e di Las Campanas: Situati presso l’ Obs. de Las Campanas in Cile (telescopi Magellan).
L’esopianeta proibito: enigma per le teorie attuali
Il rigore scientifico della scoperta è testimoniato dalle parole dirette dei ricercatori coinvolti. Lo studio, pubblicato su The Astronomical Journal (rif.), evidenzia come i classici modelli di accrescimento del nucleo (core accretion theory) falliscano nel descrivere la nascita di questo specifico sistema. Il responsabile dello studio, Shubham Kanodia, ha spiegato la portata dell’enigma. “La stella ospite, TOI-5205, ha appena circa quattro decimi della massa del nostro Sole, eppure è riuscita in qualche modo a formare un pianeta delle dimensioni di Giove, il che è assolutamente sorprendente. In base alla nostra attuale comprensione della formazione planetaria, TOI-5205b non dovrebbe esistere; è a tutti gli effetti un esopianeta proibito”.
Kanodia ha poi approfondito i motivi teorici per cui la nascita di questo mondo rappresenta un mistero per la fisica planetaria. “La formazione dei pianeti inizia nel disco protoplanetario di gas e polvere attorno alla stella nascente. Se nel disco non c’è abbastanza materiale roccioso per formare rapidamente un nucleo solido di circa 10 masse terrestri, non è possibile accumulare abbastanza gas per creare un gigante come Giove prima che il disco si dissipi. E le piccole stelle nane M semplicemente non dovrebbero avere dischi abbastanza massicci da permettere questo processo”.
Cosa cambia per l’astrofisica e per il futuro delle osservazioni
La scoperta dell’esopianeta proibito TOI-5205b dimostra che i dischi protoplanetari attorno alle nane M possono accumulare materiale solido o sviluppare dinamiche di accrescimento molto più efficienti di quanto ipotizzato finora. Inoltre, proprio a causa dell’enorme calo di luce durante il transito (il 7%), TOI-5205b rappresenta il target ideale per le osservazioni atmosferiche di approfondimento condotte con il Telescopio Spaziale James Webb (JWST). Analizzando la luce stellare che filtra attraverso i gas dell’atmosfera del pianeta, gli scienziati potranno scoprire quali elementi chimici compongono questo mondo eccezionale e capire come sia riuscito a formarsi.
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