Gli scienziati hanno scoperto che un pianeta gigante molto insolito, a volte chiamato “proibito”, potrebbe avere un’atmosfera con una concentrazione di elementi pesanti inferiore a quella della sua stella madre. L’astrofisica Dott. ssa Anjali Piette dell’Università di Birmingham ha lavorato con un team di ricerca internazionale per analizzare i dati del telescopio spaziale James Webb relativi all’esopianeta TOI-5205 b. Si tratta di un pianeta delle dimensioni di Giove che orbita attorno a una stella circa quattro volte più grande di Giove e con una massa pari a circa il 40% di quella del Sole.
Nel loro studio, pubblicato su The Astronomical Journal, il team, guidato dal Goddard Space Flight Center della NASA e dalla Carnegie Science, rivela che l’atmosfera del pianeta ha una concentrazione di elementi pesanti, rispetto all’idrogeno, inferiore a quella di un pianeta gigante gassoso del nostro Sistema Solare, come Giove. L’esopianeta ha anche una metallicità – ovvero la quantità di elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio presenti in un oggetto astronomico – inferiore rispetto alla sua stella madre.
La Dottoressa Anjali Piette ha affermato: “questi risultati hanno implicazioni per la nostra comprensione del processo di formazione dei pianeti giganti che si verifica nelle prime fasi di vita di una stella. Il fatto che il pianeta abbia una metallicità inferiore a quella della sua stella madre lo distingue da tutti gli altri pianeti giganti studiati finora”.
Le stelle e la nascita dei pianeti
Quando TOI-5205 b transita davanti alla sua stella madre – un fenomeno che gli astronomi chiamano “transito” – il pianeta blocca circa il 6% della sua luce. Osservando questo transito con strumenti telescopici chiamati spettrografi, che scompongono la luce nei suoi colori costituenti, gli astronomi possono cercare di decifrare la composizione atmosferica del pianeta e saperne di più sulla sua storia e sulla sua relazione con la stella ospite.
I pianeti nascono dal disco rotante di gas e polveri che circonda una stella nella sua fase giovanile. Sebbene sia comunemente accettato che i pianeti giganti si formino in questi dischi nebulosi derivanti dalla nascita della stella madre, l’esistenza di pianeti massicci come TOI-5205b in orbita attorno a stelle fredde a breve distanza solleva molti interrogativi su questo processo.
Lo studio
Le osservazioni di tre transiti di TOI-5205 b hanno rivelato la natura dell’atmosfera del pianeta, inclusa la presenza di metano (CH₄) e acido solfidrico (H₂S). Il team ha utilizzato sofisticati modelli degli interni planetari per prevedere che la composizione complessiva di TOI-5205 b sia circa 100 volte più ricca di metalli rispetto alla sua atmosfera, come misurato dai transiti.
Il Dottor Shubham Kanodia, della Carnegie Science, ha affermato: “abbiamo osservato una metallicità molto inferiore rispetto a quella prevista dai nostri modelli per la composizione complessiva del pianeta, calcolata a partire dalle misurazioni della massa e del raggio del pianeta. Ciò suggerisce che i suoi elementi pesanti siano migrati verso l’interno durante la formazione e che ora il suo interno e la sua atmosfera non si mescolino. Questi risultati indicano un’atmosfera planetaria molto ricca di carbonio e povera di ossigeno”.
La ricerca fa parte del GEMS Survey, un programma dedicato allo studio dei pianeti giganti in transito attorno a stelle nane di tipo M per comprenderne la formazione, la struttura e le atmosfere.
I ricercatori hanno collaborato per correggere gli effetti che le macchie stellari sulla stella madre di TOI-5205 b avevano sui loro dati. Poiché la stella è ricca di macchie, queste hanno lasciato un’impronta sui dati, illuminando alcune lunghezze d’onda e mascherando potenziali segnali nell’atmosfera.
I ricercatori stanno ora convalidando questo metodo in un progetto più recente del JWST nello stesso sistema planetario, che si rivelerà utile per future indagini su questo e altri pianeti attorno a stelle attive.
Vuoi ricevere le notifiche sulle nostre notizie più importanti?