Uno dei pianeti più scuri della Via Lattea sta andando incontro ad una morte rovente: WASP-12b si schianterà sulla sua stella

WASP-12b è uno degli esopianeti più interessanti scoperti finora. In orbita intorno ad una nana gialla un po’ più grande del sole a 1.410 anni luce di distanza, il pianeta “ultra nero” è ciò che conosciamo come un “Giove” caldo, un esopianeta gigante gassoso dalla massa e dalle dimensioni simili a quelle di Giove, ma così vicino alla stella da essere rovente. Con un periodo orbitale di poco più di un giorno, l’esopianeta è così vicino alla sua stella che un costante flusso di materiale viene sottratto dalla sua atmosfera. Ma non sarà necessariamente questa la sua fine.

Attente osservazioni hanno svelato che si trova anche in un’orbita decadente e che questo decadimento sta avvenendo più velocemente di quanto si pensasse: invece che in 3,25 milioni di anni, come inizialmente stimato, il destino di WASP-12b potrebbe compiersi in 2,9 milioni di anni. Secondo gli attuali modelli di formazione planetaria, tecnicamente i Giove caldi non dovrebbero esistere. Un gigante gassoso non può formarsi così vicino ad una stella perché la gravità, la radiazione e gli intensi venti stellari dovrebbero impedire che i gas si aggreghino. Ma invece esistono e ne sono stati identificati centinaia. In qualsiasi modo si formino, i Giove caldi che sono particolarmente vicini alla loro stella sono alcuni degli esopianeti più studiati. Questo perché possono dirci molto sulle interazioni di marea tra un pianeta e una stella.

WASP-12b è tra i Giove caldi più vicini alla sua stella ed è un eccellente esempio per studiare tali interazioni. Scoperto nel 2008, è stato raccolto un set di dati relativamente a lungo termine. La sua orbita breve, infatti, significa che possiamo osservare molti transiti, ossia quando l’esopianeta passa tra noi e la stella, facendo sì che la luce di quest’ultima si affievolisca leggermente. Nel 2017, poi, gli astronomi hanno notato qualcosa di strano sui transiti di WASP-12b: si verificano una frazione di secondo prima rispetto a quanto dovrebbero fare sulla base di misurazioni precedenti del periodo orbitale. Questa leggera variazione nei tempi potrebbe essere stata il risultato del cambiamento di direzione dell’orbita dell’esopianeta, quindi un team di astronomi guidato da Samuel Yee della Princeton University ha deciso di esaminare attentamente non solo i transiti, ma anche le occultazioni, ossia quando il pianeta passa dietro la stella. Se WASP-12 b stesse cambiando direzione, le occultazioni dovrebbero essere un po’ ritardate. Un transito provoca un debole oscuramento della luce della stella mentre un’occultazione causa un oscuramento ancora più leggero.

Otticamente, WASP-12b è molto scuro: assorbe il 94% di tutta la luce che arriva su di esso, rendendolo più scuro dell’asfalto. Gli astronomi credono che questo sia dovuto al fatto che l’esopianeta è molto caldo. A 2.600°C nella sua parte illuminata, le molecole di idrogeno sono scomposte in idrogeno atomico, che fa sì che l’atmosfera si comporti come una stella di piccola massa. Ma poiché è così caldo, brilla nell’infrarosso. Il team di Yee ha utilizzato lo Spitzer Space Telescope per cercare di osservare le occultazioni. Anche se hanno osservato la stella WASP 12 per 16 periodi orbitali, sono riusciti solo a trovare 4 deboli occultazioni nei dati, ma è stato comunque sufficiente. I ricercatori hanno scoperto che le occultazioni si stavano verificando più velocemente, coerentemente con un decadimento orbitale di 29 millisecondi all’anno. A questo tasso, la durata della vita del pianeta era di circa 3,25 milioni di anni, secondo i calcoli degli astronomi.

Ora un team di ricercatori guidato da Jake Turner della Cornell University ha cercato segni del decadimento orbitale in set di dati diversi, cioè le osservazioni del telescopio TESS della NASA, progettato specificatamente per osservare transiti e occultazioni. TESS ha studiato la regione del cielo che include WASP-12b dal 24 dicembre 2019 al 20 gennaio 2020. In questi dati, il team ha trovato 21 transiti. Le occultazioni sono state troppo deboli per essere rilevate individualmente, ma il team è riuscito a modellarle per trovare la migliore approssimazione per i dati di TESS. I tempi di questi transiti e di queste occultazioni sono stati combinati con i dati precedenti e Turner e il suo team sono riusciti a confermare che l’orbita di WASP-12b sta decadendo ma un po’ più velocemente di quanto finora ritenuto: ad un tasso di 32,53 millisecondi all’anno, per una durata della vita totale di 2,9 milioni di anni. Anche se può sembrare molto tempo, in termini astronomici, è un attimo. La vita dell’esopianeta è stata ridotta drasticamente dai circa 10 milioni di anni che servono affinché il pianeta muoia a seguito della sottrazione della sua atmosfera.

Lo studio di WASP-12b ha il potenziale di insegnarci molto sulla formazione, evoluzione e destino finale dei Giove caldi.