Gli astronomi hanno scoperto un raro, caldo, massiccio pianeta simile a Giove in orbita attorno a una stella che ruota molto rapidamente. La scoperta solleva interrogativi sconcertanti sulla formazione dei pianeti:secondo i modelli attuali, né la massa relativamente piccola del pianeta né la sua grande distanza dalla stella ospite sono attesi. Le osservazioni che hanno portato alla scoperta sono state effettuate utilizzando lo strumento SPHERE del grandissimo telescopio dell'ESO. L'articolo che descrive i risultati è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomia e astrofisica .

Parafrasando Isaac Asimov, il progresso scientifico è annunciato non tanto da "Eureka!" che da "Hm, questo è strano!" Il sistema planetario HIP 65426 appena scoperto è un esempio calzante:con una stella centrale in rotazione ultraveloce, l'assenza di un disco a gas che ci si aspetterebbe da un sistema di 14 milioni di anni e relativamente leggero, pianeta lontano, il sistema non si adatta perfettamente ai modelli esistenti su come vengono in essere i sistemi planetari.

I pianeti si formano in giganteschi dischi di gas e polvere che circondano giovani stelle. Nei giovani sistemi planetari che sono stati trovati finora, compresi tutti quelli osservati con lo strumento SPHERE, i resti del disco di solito sono ancora visibili. C'è un certo grado di correlazione nella massa:le stelle massicce tendono ad avere dischi più massicci, formare pianeti più massicci.

Inserisci HIP 65426b, un pianeta appena scoperto da un gruppo di astronomi che include ricercatori del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), e il suo sistema ospite. HIP 65426b è stato scoperto con lo strumento SPHERE al Very Large Telescope dell'Osservatorio dell'ESO al Paranal in Cile, che ha preso un'immagine diretta del pianeta. La stella centrale, ANCA 65426, fa parte di quello che si potrebbe definire un asilo stellare:l'associazione Scorpius-Centaurus che contiene tra le 3000 e le 5000 stelle che si sono formate all'incirca nello stesso momento, a una distanza di quasi 400 anni luce dalla Terra. Applicando tecniche astronomiche comuni per datare le stelle sia a HIP 65426 individualmente che ai suoi vicini stellari, ne consegue che HIP 65426 ha solo circa 14 milioni di anni.

Gael Chauvin dell'Università di Grenoble e dell'Università del Cile, l'autore principale dello studio, dice:"Ci aspetteremmo che un sistema planetario così giovane abbia ancora un disco di polvere, che potrebbe apparire nelle osservazioni. HIP 65426 non dispone di un disco del genere per il momento, una prima indicazione che questo sistema non si adatta perfettamente ai nostri modelli classici di formazione planetaria".

Un pianeta insolito

C'è, però, il pianeta HIP 65426b. Confrontando le osservazioni dirette con opportuni modelli, HIP 65426b è un pianeta caldo simile a Giove, con una temperatura di circa 1300-1600 Kelvin (1000-1300 gradi Celsius), circa 1,5 volte il raggio di Giove, e tra 6 e 12 volte la massa di Giove. Ciò renderebbe HIP 65426b un gigante gassoso, come Giove, con un nucleo solido e spessi strati di gas (principalmente idrogeno). Infatti, gli esami spettrali con lo spettrografo di SPHERE indicano la presenza di vapore acqueo e nubi rossastre, simile a quello di Giove. Il pianeta è lontano, orbitando attorno alla sua stella ospite a 100 unità astronomiche (100 volte la distanza media Terra-Sole, e più di tre volte la distanza di Nettuno dal Sole).

Ancora, questo rappresenta vari livelli di stranezza:si prevede che le stelle del tipo HIP 65426 (classe spettrale A2V) abbiano circa il doppio della massa del Sole; è stato a lungo ipotizzato che una stella del genere avrebbe pianeti giganti molto più massicci delle 6-12 masse di Giove di HIP 65426b. D'altra parte, pianeti così giganti non sarebbero così lontani come HIP 65426b.

Ultimo, ma non per importanza, la star host HIP 65426 è speciale, inoltre:secondo gli spettri presi con lo spettrografo HARPS dell'ESO, ruota circa 150 volte più veloce del Sole. C'è solo un'altra stella di tipo simile che sta ruotando altrettanto velocemente, e quello fa parte di un sistema stellare binario. In un tale sistema, il trasferimento di materia da una stella all'altra può far girare la stella ricevente. Come una singola stella avrebbe potuto accelerare così tanto richiede una spiegazione.

L'origine di HIP 654426b:un dramma a livello di sistema?

Finora, gli astronomi possono solo speculare sull'origine delle proprietà peculiari del sistema appena scoperto. Uno scenario possibile coinvolge un normale dramma su scala planetaria:inizialmente, HIP 65426b si sarebbe formato molto più vicino alla stella (spiegando la sua massa relativamente bassa), e si sarebbe formato anche almeno un altro corpo massiccio. Ad un certo punto, HIP 65426b e quell'altro corpo si sarebbe avvicinato abbastanza perché HIP 65426b fosse catapultato verso l'esterno (fino alla sua attuale grande distanza) e l'altro corpo si sarebbe mosso verso l'interno e si sarebbe unito alla stella (causando la rapida rotazione della stella). I pianeti che attraversano il sistema potrebbero anche aver destabilizzato il disco, spiegando perché non è sopravvissuto abbastanza a lungo da essere osservato.

Una spiegazione alternativa implicherebbe particolari dinamiche del disco protoplanetario, con la stella e il pianeta che si formano per collasso allo stesso tempo per frammentazione – il che richiederebbe ancora una spiegazione del perché il disco fosse così di breve durata da essere ormai svanito.

Spiegazioni più precise dovranno attendere ulteriori osservazioni e simulazioni. Potrebbero avere un impatto sulla nostra comprensione di come si formano i giganti gassosi, evolvere, e possibilmente migrare, generalmente. Questo, a sua volta, è cruciale per comprendere la formazione dei sistemi planetari nel loro insieme:la massa della stella ospite a parte, la maggior parte della massa in un sistema planetario è trasportata da tali pianeti giganti, e la presenza e le proprietà di tali pianeti ha un'influenza decisiva sulla formazione dei loro cugini più piccoli, come pianeti simili alla Terra o Super-Terre.

Per il team SFERE, la scoperta ha un ulteriore significato speciale. Questo è il primo pianeta scoperto utilizzando lo strumento SPHERE. Il direttore dell'MPIA Thomas Henning, che è uno dei padri dello strumento SPHERE e coautore del presente studio, aggiunge:"Le immagini dirette degli esopianeti sono ancora molto rare, ma contengono una grande quantità di informazioni su pianeti come HIP 65426b. L'analisi della luce diretta del pianeta ci permette di vincolare la composizione dell'atmosfera del pianeta con grande sicurezza. " Esistono immagini per meno di 20 dei 3600 esopianeti attualmente conosciuti; i metodi comuni di rilevamento sono tutti indiretti, basandosi su come la presenza di un pianeta influenzi la luce della stella ospite. L'imaging diretto è molto difficile, dato che le stelle sono così luminose la loro luce copre qualsiasi luce proveniente dai pianeti circostanti. SPHERE è stato progettato per sopprimere in modo ottimale la luce delle stelle, consentendo immagini e spettri dei pianeti circostanti. Finora, l'imaging diretto è l'unico modo per rilevare pianeti la cui distanza dalla stella ospite è grande, pianeti come l'insolito HIP 65426b.