Un team di astronomi guidato da Shubham Kanodia della Carnegie Institution for Science ha scoperto un insolito sistema planetario in cui un grande pianeta, un gigante gassoso, orbita attorno a una piccola stella nana rossa chiamata TOI-5205. Le loro scoperte, pubblicate su The Astronomical Journal, sfidano le idee di lunga data sulla formazione dei pianeti.
Più piccole e più fredde del nostro Sole, le nane M sono le stelle più comuni nella nostra galassia, la Via Lattea. A causa delle loro ridotte dimensioni, questi corpi celesti tendono ad essere calde circa la metà del Sole e molto più rosse. Hanno luminosità molto basse, ma una longevità molto lunga. Sebbene le nane rosse ospitino in media più pianeti rispetto ad altri tipi di stelle più massicci, le loro storie di formazione le rendono improbabili candidate per ospitare giganti gassosi.
La scoperta del pianeta “impossibile” TOI 5205b
Il pianeta appena scoperto – TOI 5205b – è stato identificato per la prima volta come potenziale candidato dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA. Il team di Shubham Kanodia, che comprendeva Anjali Piette di Carnegie, Alan Boss, Johanna Teske e John Chambers, ha quindi confermato la sua natura planetaria e l’ha caratterizzata utilizzando una varietà di strumenti e strutture terrestri.
“La stella ospite, TOI-5205, è circa 4 volte più grande di Giove, eppure in qualche modo è riuscita a formare un pianeta delle dimensioni di Giove, il che è abbastanza sorprendente!” ha esclamato Kanodia, specializzato nello studio di queste stelle, che comprendono quasi i tre quarti della nostra galassia ma non possono essere viste ad occhio nudo.
Un piccolo numero di giganti gassosi è stato scoperto in orbita attorno a stelle nane M più vecchie. Fino ad ora, però, nessun gigante gassoso è stato trovato in un sistema planetario attorno a una nana M di piccola massa come TOI-5205. Per cogliere il confronto delle dimensioni, un pianeta simile a Giove in orbita attorno a una stella simile al Sole potrebbe essere paragonato a un pisello che gira intorno a un pompelmo. Nel caso di TOI-5205b, poiché la stella ospite è molto più piccola, è più simile a un pisello che gira intorno a un limone. Infatti, quando TOI 5205b, che ha la massa simile a quella di Giove, passa davanti al suo ospite, blocca circa il 7% della sua luce, uno dei più grandi transiti di esopianeti conosciuti.
I pianeti nascono nel disco rotante di gas e polvere che circonda le giovani stelle. La teoria più comunemente usata sulla formazione dei pianeti gassosi richiede che circa 10 masse terrestri di questo materiale roccioso si accumuli e formi un massiccio nucleo roccioso, dopodiché spazza via rapidamente grandi quantità di gas dalle regioni vicine del disco per formare il pianeta gigante che osserviamo oggi.
Il lasso di tempo in cui ciò avviene è cruciale.
“TOI-5205b non dovrebbe esistere, è un pianeta impossibile”
“L’esistenza di TOI-5205b allarga ciò che sappiamo sui dischi in cui nascono questi pianeti,” ha spiegato Kanodia. “All’inizio, se non c’è abbastanza materiale roccioso nel disco per formare il nucleo iniziale, non si può formare un pianeta gigante gassoso. E alla fine, se il disco evapora prima che si formi il nucleo massiccio, allora non può formare un pianeta gigante gassoso. Eppure TOI-5205b si è formato nonostante questi limiti. Sulla base della nostra attuale comprensione nominale della formazione dei pianeti, TOI-5205b non dovrebbe esistere; è un pianeta ‘impossibile’“.
Il team ha dimostrato che la grande profondità di transito del pianeta lo rende un ottimo candidato per future osservazioni con il telescopio Webb, che potrebbe fare luce sulla sua atmosfera e offrire alcuni indizi aggiuntivi sul mistero della sua formazione.
