Pianeta enorme, troppo grande per il suo stesso sole. Un oggetto talmente colossale che sta spingendo persino il suo sole. La scoperta sta portando gli astronomi a riconsiderare la formazione degli esopianeti.
Una stella del genere non dovrebbe possedere la quantità di materiale necessaria nel suo disco di formazione planetaria per far nascere un pianeta così massiccio.
Ma ciò è quello che ha trovato il team di astronomi quando hanno scoperto l’enorme pianeta. L’oggetto, 13 volte più pesante della Terra, orbita attorno ad una stella rossa fredda e fioca. Il pianeta è nove volte meno massiccia del Sole. La stella M non solo è più piccola del Sole nel sistema solare terrestre, ma è 100 volte meno luminosa. Una stella del genere quindi non dovrebbe possedere la quantità di materiale necessaria nel suo disco di formazione planetaria per far nascere un pianeta così massiccio.
Il cercatore di pianeti nella zona abitabile
Il team di ricerca, negli ultimi dieci anni, ha progettato e costruito un nuovo strumento alla Penn State. Questo è in grado di rilevare la luce proveniente da queste stelle fioche e fredde a lunghezze d’onda oltre la sensibilità dell’occhio umano, nel vicino infrarosso. Qui le stelle così fredde emettono la maggior parte della luce.
Collegato al telescopio Hobby-Eberly, lo strumento, l’Habitable Zone Planet Finder, riesce a misurare il cambiamento nella velocità di una stella. Questo mentre un pianeta la attira gravitazionalmente. Questa tecnica, chiamata tecnica della velocità radiale Doppler, è ottimale per rilevare gli esopianeti.
La denominazione “esopianeta” è una combinazione delle parole extrasolare e pianeta. Quindi, il termine si applica a qualsiasi corpo di dimensioni planetarie in orbita attorno ad una stella che non sia il Sole. Le osservazioni Doppler della velocità radiale, 30 anni fa, hanno permesso la scoperta di 51 Pegasi b. Questo è il primo esopianeta conosciuto in orbita attorno ad una stella simile al Sole. Nei decenni successivi, gli astronomi hanno migliorato questa tecnica.
Il pianeta e le misurazioni
Queste misurazioni, sempre più precise, hanno un obiettivo importante. Ossia consentire la scoperta di pianeti rocciosi nelle zone abitabili. Queste sono le regioni attorno alle stelle dove può essere mantenuta acqua liquida sulla superficie planetaria. La tecnica Doppler non ha ancora la capacità di scoprire pianeti con zone abitabili della massa della Terra. Oggetti presenti attorno a stelle delle dimensioni del Sole. Nonostante ciò, le fredde e fioche stelle M mostrano una firma Doppler più ampia. Questo per lo stesso pianeta delle dimensioni della Terra.
La minore massa della stella fa sì che venga trascinata maggiormente dal pianeta in orbita. Inoltre, la minore luminosità porta ad una zona abitabile più vicina e ad un’orbita più breve. Tutto ciò rende il pianeta più facile da rilevare. I pianeti attorno a queste stelle più piccole erano gli oggetti che il team ha programmato di scoprire con l’Habitable Zone Planet Finder. La nuova scoperta, che è stata pubblicata sulla rivista Science, di un enorme pianeta in orbita attorno alla fredda e fioca stella M LHS 3154 è stata una vera sorpresa.
Il pianeta LHS 3154b che non dovrebbe esistere
I pianeti si formano con dei dischi composti da gas e polvere. Questi dischi uniscono i granelli di polvere che si trasformano in ciottoli. Alla fine si combinano per formare un solido nucleo planetario. Una volta formato il nucleo, il pianeta può attirare gravitazionalmente la polvere solida. Così come i gas circostanti come idrogeno ed elio. Ma per farlo con successo sono necessari molta massa e materiali. Questo modo di formare i pianeti è chiamato accrescimento del nucleo.
Una stella di massa così bassa come LHS 3154, nove volte meno massiccia del Sole, dovrebbe avere un disco di formazione planetaria di massa altrettanto piccola. Un tipico disco attorno ad una stella di massa così bassa non dovrebbe semplicemente avere abbastanza materiali solidi, o massa, per essere in grado di creare un nucleo abbastanza pesante da formare un pianeta del genere. Il team attraverso le simulazioni al computer ha concluso che un pianeta del genere necessita di un disco almeno 10 volte più massiccio di quanto ipotizzato dalle osservazioni dirette dei dischi che formano pianeti.
Anche una diversa teoria della formazione dei pianeti, ossia l’instabilità gravitazionale, dove gas e polvere nel disco subiscono un collasso diretto per formare un pianeta, fatica a spiegare la formazione di un pianeta del genere senza un disco molto massiccio.
Conclusioni
Le fredde e fioche stelle M sono le stelle più comuni nella nostra galassia. Gli astronomi sanno, dalle scoperte fatte con Habitable Zone Planet Finder e altri strumenti, che i pianeti giganti in orbite ravvicinate attorno alle stelle M più massicce sono almeno 10 volte più rari di quelli attorno a stelle simili al Sole. Prima della scoperta di LHS 3154b non si conoscevano pianeti così massicci in orbite strette attorno alle stelle M meno massicce.
Comprendere come si formano i pianeti attorno ai nostri vicini più freddi ci aiuterà a comprendere come si formano i pianeti in generale. Ma anche come si formano ed evolvono i mondi rocciosi attorno ad altri tipi di stelle anche più numerose. Questa linea di ricerca potrebbe anche aiutare gli astronomi a capire se le stelle M sono in grado di ospitare la vita.
