Immagina un pianeta come Giove che sfreccia intorno alla sua stella ospite ogni giorno e mezzo, surriscaldato a temperature più calde della maggior parte delle stelle e sfoggia un gigante, coda di gas incandescente come una cometa.

Questo è ciò che un team di ricerca internazionale guidato da astronomi dell'Ohio State e delle università Vanderbilt pensa di aver trovato in orbita attorno a una stella massiccia che hanno etichettato KELT-9, situato a 650 anni luce dalla Terra nella costellazione del Cigno.

La scoperta è descritta questa settimana in un articolo intitolato "Un pianeta gigante sottoposto a irradiazione ultravioletta estrema dal suo ospite caldo di stelle massicce" pubblicato dalla rivista Natura e in una presentazione alla riunione primaverile dell'American Astronomical Society ad Austin, Texas.

Con un picco della temperatura diurna a 4, 600 Kelvin (più di 7, 800 gradi Fahrenheit), l'esopianeta appena scoperto, designato KELT-9b, è più caldo della maggior parte delle stelle e solo 1, 200 Kelvin (circa 2, 000 gradi Fahrenheit) più freddo del nostro sole. Infatti, la radiazione ultravioletta della stella su cui orbita è così brutale che il pianeta potrebbe letteralmente evaporare sotto l'intenso bagliore, producendo una coda di gas incandescente.

Il pianeta surriscaldato ha anche altre caratteristiche insolite. Ad esempio, è un gigante gassoso 2,8 volte più massiccio di Giove ma solo la metà più denso, perché la radiazione estrema della sua stella ospite ha fatto gonfiare la sua atmosfera come un pallone.

Poiché è agganciato alla sua stella, come la luna lo è alla Terra, il lato diurno del pianeta è perennemente bombardato dalla radiazione stellare e, di conseguenza, è così caldo che molecole come l'acqua, anidride carbonica e metano non possono formarsi lì.

"È un pianeta con una qualsiasi delle definizioni tipiche basate sulla massa, ma la sua atmosfera è quasi certamente diversa da qualsiasi altro pianeta che abbiamo mai visto solo a causa della temperatura del suo lato diurno, " ha detto Scott Gaudi, professore di astronomia presso la Ohio State University e uno dei principali autori dello studio.

La ragione per cui l'esopianeta è così caldo è perché la stella su cui orbita è più del doppio più grande e quasi due volte più calda del nostro sole. "KELT-9 irradia così tante radiazioni ultraviolette che potrebbe far evaporare completamente il pianeta. Oppure, se i pianeti giganti gassosi come KELT-9b possiedono nuclei rocciosi solidi come suggeriscono alcune teorie, il pianeta può essere ridotto a una roccia sterile, come Mercurio, "ha detto Keivan Stassun, Stevenson Professore di Fisica e Astronomia alla Vanderbilt, che ha diretto lo studio con Gaudi.

D'altra parte, l'orbita del pianeta è estremamente vicina alla stella, quindi se la stella inizia ad espandersi la inghiottirà. "KELT-9 si gonfierà per diventare una stella gigante rossa tra circa un miliardo di anni, " ha detto Stassun. "Le prospettive a lungo termine per la vita, o immobiliare per quella materia, su KELT-9b non stanno andando bene."

Mentre Stassun e Gaudi passano molto tempo a sviluppare missioni, come il Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA, progettato per trovare pianeti abitabili in altri sistemi solari, gli scienziati hanno detto che c'è una buona ragione per studiare mondi che sono estremamente invivibili.

"La comunità astronomica è chiaramente focalizzata sulla ricerca di pianeti simili alla Terra intorno a piccoli, stelle più fresche come il nostro sole. Sono bersagli facili e c'è molto che si può imparare sui pianeti potenzialmente abitabili che orbitano attorno a stelle di massa molto bassa in generale. D'altra parte, perché la stella ospite di KELT-9b è più grande e più calda del sole, integra questi sforzi e fornisce una sorta di pietra di paragone per comprendere come si formano i sistemi planetari intorno a temperature calde, stelle massicce, " disse Gaudì.

Stassun ha aggiunto, "Mentre cerchiamo di sviluppare un quadro completo della varietà di altri mondi là fuori, è importante sapere non solo come si formano ed evolvono i pianeti, ma anche quando e in quali condizioni vengono distrutti".

Come è stato trovato il nuovo pianeta?

"Siamo stati abbastanza fortunati a catturare il pianeta mentre la sua orbita transita sulla faccia della stella, " ha detto la co-autrice Karen Collins, un borsista post-dottorato alla Vanderbilt. "A causa del suo periodo estremamente breve, orbita quasi polare e il fatto che la sua stella ospite è oblata, piuttosto che sferico, calcoliamo che la precessione orbitale porterà il pianeta fuori dalla vista in circa 150 anni, e non riapparirà per circa tre millenni e mezzo."

Nel 2014 gli astronomi hanno individuato l'esopianeta utilizzando uno dei due telescopi appositamente progettati per rilevare pianeti in orbita attorno a stelle luminose, uno nell'emisfero settentrionale e uno nell'emisfero meridionale, gestiti congiuntamente dallo Stato dell'Ohio, Università Vanderbilt e Lehigh. Gli strumenti, "Kilodegree Extremely Little Telescope" o KELT, colmare una grande lacuna nelle tecnologie disponibili per la ricerca di pianeti extrasolari. Usano principalmente la tecnologia standard per fornire un mezzo a basso costo di caccia al pianeta. Considerando che un telescopio astronomico tradizionale costa milioni di dollari per essere costruito, l'hardware per un telescopio KELT costa meno di $75, 000. Laddove altri telescopi sono progettati per osservare stelle molto deboli in piccole sezioni del cielo ad altissima risoluzione, I KELT guardano contemporaneamente milioni di stelle molto luminose, su ampi tratti di cielo, a una risoluzione relativamente bassa.

"Questo risultato dimostra che anche i telescopi "estremamente piccoli" possono svolgere un ruolo importante nella scoperta, " ha commentato James Neff, direttore del programma di scienze astronomiche presso la National Science Foundation, che ha parzialmente finanziato la ricerca.

Utilizzando il telescopio KELT-North al Winer Observatory in Arizona, gli astronomi hanno notato un minuscolo calo della luminosità della stella - solo circa la metà dell'uno percento - che indicava che un pianeta potrebbe essere passato di fronte ad essa. La luminosità è diminuita una volta ogni 1,5 giorni, il che significa che il pianeta completa un circuito "annuale" attorno alla sua stella ogni 1,5 giorni. Osservazioni successive hanno confermato che il segnale è stato causato da un pianeta in transito e hanno rivelato che si trattava di quello che gli astronomi chiamano un "Giove caldo", un tipo di pianeta ideale da individuare per i telescopi KELT.

Gli astronomi sperano di dare un'occhiata più da vicino a KELT-9b con altri telescopi, tra cui Spitzer, l'Hubble Space Telescope (HST) e infine il James Webb Space Telescope dopo il suo lancio nel 2018. Le osservazioni con l'HST permetterebbero loro di vedere se il pianeta ha davvero una coda cometaria e consentirebbe loro di stimare per quanto tempo il pianeta sopravviverà al suo attuale condizione infernale.