Quando si tratta di pianeti extrasolari, Le apparenze possono essere ingannevoli. Gli astronomi hanno immaginato un nuovo pianeta, e sembra quasi identico a uno dei pianeti giganti gassosi meglio studiati. Ma questo doppelgänger differisce in un modo molto importante:la sua origine.

"Abbiamo trovato un pianeta gigante gassoso che è un gemello virtuale di un pianeta precedentemente conosciuto, ma sembra che i due oggetti si siano formati in modi diversi, " ha detto Trent Dupuy, astronomo dell'Osservatorio Gemini e capofila dello studio.

Emergendo da vivai stellari di gas e polvere, le stelle nascono come gattini in una cucciolata, a grappoli e inevitabilmente si allontanano dal luogo di nascita. Queste cucciolate comprendono stelle che variano notevolmente, che vanno da minuscole rune incapaci di generare la propria energia (chiamate nane brune) a stelle massicce che terminano la loro vita con esplosioni di supernova. In mezzo a questo tumulto, pianeti si formano attorno a queste nuove stelle. E una volta che il vivaio stellare esaurisce il suo gas, le stelle (con i loro pianeti) lasciano il loro luogo di nascita e vagano liberamente per la Galassia. A causa di questo esodo, gli astronomi credono che dovrebbero esserci pianeti nati contemporaneamente dallo stesso vivaio stellare, ma stelle orbitanti che si sono allontanate l'una dall'altra nel corso degli eoni, come fratelli perduti da tempo.

"Ad oggi, gli esopianeti trovati con l'imaging diretto sono stati fondamentalmente individui, ciascuno distinto dall'altro nel loro aspetto ed età. Trovare due esopianeti con aspetti quasi identici e tuttavia essersi formati in modo così diverso apre una nuova finestra per comprendere questi oggetti, " ha detto Michael Liu, astronomo presso l'Istituto di Astronomia dell'Università delle Hawaii, e collaboratore di questo lavoro.

Dupuy, Liu, ei loro collaboratori hanno identificato il primo caso di un simile doppelgänger planetario. Un oggetto è noto da tempo:il pianeta di massa 13 Giove beta Pictoris b, uno dei primi pianeti scoperti con l'imaging diretto, nel 2009. Il nuovo oggetto, soprannominato 2MASS 0249 c, ha la stessa massa, luminosità, e spettro come beta Pictoris b.

Dopo aver scoperto questo oggetto con il Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT), Dupuy e collaboratori hanno poi stabilito che 2MASS 0249 c e beta Pictoris b sono nati nello stesso vivaio stellare. Sulla superficie, questo rende i due oggetti non solo somiglianti ma veri fratelli.

Però, i pianeti hanno situazioni di vita molto diverse, vale a dire i tipi di stelle che orbitano. L'ospite per beta Pictoris b è una stella 10 volte più luminosa del Sole, mentre 2MASS 0249 c orbita attorno a una coppia di nane brune che sono 2000 volte più deboli del Sole. Per di più, beta Pictoris b è relativamente vicino al suo ospite, circa 9 unità astronomiche (AU, la distanza dalla Terra al Sole), mentre 2MASS 0249 c è 2000 AU dal suo host binario.

Queste disposizioni drasticamente diverse suggeriscono che l'educazione dei pianeti non fosse affatto simile. L'immagine tradizionale della formazione di giganti gassosi, dove i pianeti iniziano come piccoli nuclei rocciosi attorno alla loro stella ospite e crescono accumulando gas dal disco della stella, probabilmente creato beta Pictoris b. In contrasto, l'ospite di 2MASS 0249 c non aveva abbastanza disco per fare un gigante gassoso, quindi il pianeta probabilmente si è formato accumulando direttamente gas dal vivaio stellare originale.

"2MASS 0249 c e beta Pictoris b ci mostrano che la natura ha più di un modo per creare esopianeti dall'aspetto molto simile, "dice Kaitlin Kratter, astronomo presso l'Università dell'Arizona e collaboratore di questo lavoro. "beta Pictoris b probabilmente si è formata come pensiamo che facciano la maggior parte dei giganti gassosi, a partire da minuscoli granelli di polvere. In contrasto, 2MASS 0249 c sembra una nana bruna sottopeso che si è formata dal collasso di una nube di gas. Sono entrambi considerati esopianeti, ma 2MASS 0249 c illustra che una classificazione così semplice può oscurare una realtà complicata."

Il team ha identificato per la prima volta 2MASS 0249 c utilizzando immagini di CFHT, e le loro ripetute osservazioni hanno rivelato che questo oggetto sta orbitando a grande distanza dal suo ospite. Il sistema appartiene al gruppo mobile beta Pictoris, un insieme di stelle ampiamente disperso chiamato per la sua famosa stella che ospita il pianeta. Le osservazioni del team con il telescopio WM Keck hanno determinato che l'ospite è in realtà una coppia di nane brune strettamente separate. Quindi del tutto, il sistema 2MASS 0249 comprende due nane brune e un pianeta gigante gassoso. La spettroscopia di follow-up di 2MASS 0249 c con l'Infrared Telescope Facility della NASA e il telescopio da 3,5 metri del Consorzio di ricerca astrofisica all'Apache Point Telescope ha dimostrato che condivide una notevole somiglianza con il beta Pictoris b.

Il sistema 2MASS 0249 è un obiettivo interessante per studi futuri. La maggior parte dei pianeti direttamente ripresi sono molto vicini alle stelle che li ospitano, inibendo studi dettagliati dei pianeti a causa della luce brillante delle stelle. In contrasto, la separazione molto ampia di 2MASS 0249 c dal suo binario ospite renderà le misurazioni di proprietà come il tempo e la composizione della superficie molto più facili, portando a una migliore comprensione delle caratteristiche e delle origini dei pianeti giganti gassosi.

Questo lavoro è accettato per la pubblicazione nel Giornale Astronomico .