La Terra è condannata, ma non per 5 miliardi di anni. Il nostro pianeta sarà arrostito mentre il nostro sole si espande e diventa una gigante rossa, ma l'esopianeta WASP-12b, situato a 600 anni luce di distanza nella costellazione dell'Auriga, gli è rimasto meno di un millesimo di quel tempo:3 milioni di anni relativamente miseri.

Un team di astrofisici guidato da Princeton ha dimostrato che WASP-12b si sta avvicinando a spirale verso la sua stella ospite, andando verso una distruzione certa. Il loro articolo appare nel 27 dicembre, 2019, questione del Lettere per riviste astrofisiche .

WASP-12b è conosciuto come un "Giove caldo, "un gigantesco pianeta gassoso come il nostro vicino pianeta Giove, ma che è molto vicino alla propria stella, orbitando attorno al suo sole in sole 26 ore. (Al contrario, impieghiamo 365 giorni per orbitare, e anche Mercurio, il pianeta più interno del nostro sistema solare, richiede 88 giorni.)

"Fin dalla scoperta del primo 'Giove caldo' nel 1995, una scoperta che è stata riconosciuta con il Premio Nobel per la Fisica di quest'anno, ci siamo chiesti quanto tempo possono sopravvivere questi pianeti, " disse Joshua Winn, un professore di scienze astrofisiche a Princeton e uno degli autori dell'articolo. "Eravamo abbastanza sicuri che non potessero durare per sempre. Le forti interazioni gravitazionali tra il pianeta e la stella avrebbero dovuto far sì che il pianeta si muovesse a spirale verso l'interno e venisse distrutto, ma nessuno può prevedere quanto tempo ci vorrà. Potrebbero essere milioni di anni, potrebbero essere miliardi o trilioni. Ora che abbiamo misurato il tasso, per almeno un sistema, sono milioni di anni, abbiamo un nuovo indizio sul comportamento delle stelle come corpi fluidi".

Il problema è che mentre WASP-12b orbita attorno alla sua stella, i due corpi esercitano una forza gravitazionale l'uno sull'altro, innalzando "maree" come le maree oceaniche sollevate dalla luna sulla Terra.

Dentro la stella, queste onde di marea fanno sì che la stella diventi leggermente distorta e oscilli. A causa dell'attrito, queste onde si infrangono e le oscillazioni si placano, un processo che converte gradualmente l'energia orbitale del pianeta in calore all'interno della stella.

L'attrito associato alle maree esercita anche una coppia gravitazionale sul pianeta, causando la spirale del pianeta verso l'interno. Misurare la velocità con cui l'orbita del pianeta si sta restringendo rivela quanto velocemente la stella sta dissipando l'energia orbitale, che fornisce agli astrofisici indizi sull'interno delle stelle.

"Se riusciamo a trovare più pianeti come WASP-12b le cui orbite stanno decadendo, saremo in grado di conoscere l'evoluzione e l'eventuale destino dei sistemi esoplanetari, " ha detto il primo autore Samuel Yee, uno studente laureato in scienze astrofisiche. "Sebbene questo fenomeno sia stato previsto in passato per pianeti giganti ravvicinati come WASP-12b, questa è la prima volta che vediamo questo processo in azione".

Una delle prime persone a fare quella previsione fu Frederic Rasio, il Joseph Cummings Professore di Fisica e Astronomia alla Northwestern University, che non era coinvolto nel lavoro di Yee e Winn. "Abbiamo tutti aspettato quasi 25 anni che questo effetto fosse rilevato osservativamente, "Ha detto Rasio. "Le implicazioni della breve scala temporale misurata per il decadimento orbitale sono anche molto importanti. In particolare significa che devono esserci molti più Giove caldi che sono già andati fino in fondo. Quando raggiungono il limite di Roche, il limite di interruzione delle maree per un oggetto su un'orbita circolare, i loro involucri potrebbero essere strappati, rivelando un nucleo roccioso che sembra proprio una super-Terra (o forse un mini-Nettuno se riescono a mantenere un po' del loro involucro)."

Rasio modifica anche Lettere per riviste astrofisiche , la rivista in cui appare il nuovo articolo. I ricercatori avevano originariamente presentato il loro articolo a una rivista gemella meno prestigiosa pubblicata anche dall'American Astronomical Society, ma Rasio lo ha reindirizzato ad ApJ Letters a causa del "significato particolarmente grande" della ricerca. "Parte del mio lavoro è garantire che tutte le principali nuove scoperte presentate nei manoscritti inviati agli AAS Journals siano considerate per la pubblicazione in ApJ Letters, " ha detto. "In questo caso è stato un gioco da ragazzi."

WASP-12b è stato scoperto nel 2008 attraverso il metodo del transito, in cui gli astronomi osservano un piccolo calo della luminosità di una stella mentre il pianeta le passa davanti, ogni volta che completa un'orbita. Dalla sua scoperta, l'intervallo tra cali successivi si è ridotto di 29 millisecondi all'anno, un'osservazione che è stata notata per la prima volta nel 2017 dal coautore Kishore Patra, poi uno studente universitario al Massachusetts Institute of Technology.

Quel leggero accorciamento potrebbe suggerire che l'orbita del pianeta si sta restringendo, ma ci sono altre possibili spiegazioni:se l'orbita di WASP-12b è più ovale che circolare, Per esempio, gli apparenti cambiamenti nel periodo orbitale potrebbero essere causati dal cambiamento di orientamento dell'orbita.

Il modo per essere sicuri che l'orbita si stia effettivamente accorciando è guardare il pianeta scomparire dietro la sua stella, noto come occultazione. Se l'orbita sta solo cambiando direzione, il periodo orbitale effettivo non cambia, quindi se i transiti avvengono più velocemente del previsto, le occultazioni dovrebbero avvenire più lentamente. Ma se l'orbita sta davvero decadendo, i tempi sia dei transiti che delle occultazioni dovrebbero cambiare nella stessa direzione.

Negli ultimi due anni, i ricercatori hanno raccolto più dati, comprese le nuove osservazioni di occultazione effettuate con lo Spitzer Space Telescope.

"Questi nuovi dati supportano fortemente lo scenario del decadimento orbitale, permettendoci di affermare con fermezza che il pianeta sta davvero andando a spirale verso la sua stella, " ha detto Yee. "Questo conferma le previsioni teoriche di vecchia data e i dati indiretti che suggeriscono che i Giove caldi dovrebbero alla fine essere distrutti attraverso questo processo".

Questa scoperta aiuterà i teorici a comprendere il funzionamento interno delle stelle e ad interpretare altri dati relativi alle interazioni di marea, disse Winn. "Ci parla anche della vita dei caldi Giove, un indizio che potrebbe aiutare a far luce sulla formazione di questi strani e inaspettati pianeti".