Le misurazioni del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA hanno permesso agli astronomi di migliorare notevolmente la loro comprensione del bizzarro ambiente di KELT-9 b, uno dei pianeti più caldi conosciuti.

"Il fattore di stranezza è alto con KELT-9 b, "ha detto John Ahlers, un astronomo presso l'Universities Space Research Association in Columbia, Maryland, e il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "È un pianeta gigante molto vicino, un'orbita quasi polare attorno a una stella in rapida rotazione, e queste caratteristiche complicano la nostra capacità di comprendere la stella e i suoi effetti sul pianeta".

Le nuove scoperte appaiono in un documento condotto da Ahlers pubblicato il 5 giugno in Il Giornale Astronomico .

Situato a circa 670 anni luce di distanza nella costellazione del Cigno, KELT-9 b è stato scoperto nel 2017 perché il pianeta è passato davanti alla sua stella per una parte di ogni orbita, un evento chiamato transito. I transiti attenuano regolarmente la luce della stella di una piccola ma rilevabile quantità. I transiti di KELT-9 b sono stati osservati per la prima volta dall'indagine sui transiti KELT, un progetto che ha raccolto osservazioni da due telescopi robotici situati in Arizona e Sud Africa.

Tra il 18 luglio e l'11 settembre 2019, come parte della campagna annuale della missione per osservare il cielo del nord, TESS ha osservato 27 transiti di KELT-9 b, effettuare misurazioni ogni due minuti. Queste osservazioni hanno permesso al team di modellare l'insolita stella del sistema e il suo impatto sul pianeta.

KELT-9 b è un mondo gigante gassoso circa 1,8 volte più grande di Giove, con 2,9 volte la sua massa. Le forze di marea hanno bloccato la sua rotazione in modo che lo stesso lato sia sempre rivolto verso la sua stella. Il pianeta ruota intorno alla sua stella in sole 36 ore su un'orbita che lo porta quasi direttamente sopra entrambi i poli della stella.

KELT-9 b riceve 44, 000 volte più energia dalla sua stella che la Terra dal Sole. Questo rende la temperatura diurna del pianeta intorno a 7, 800 gradi Fahrenheit (4, 300°C), più caldo delle superfici di alcune stelle. Questo intenso riscaldamento fa sì che l'atmosfera del pianeta si disperda nello spazio.

La sua stella ospite è una stranezza, pure. È circa il doppio delle dimensioni del Sole e in media circa il 56% più caldo. Ma gira 38 volte più veloce del Sole, completando una rotazione completa in sole 16 ore. La sua rapida rotazione distorce la forma della stella, appiattendolo ai poli e allargandone il tronco. Ciò fa sì che i poli della stella si scaldino e si illuminino mentre la sua regione equatoriale si raffredda e si attenua, un fenomeno chiamato oscuramento della gravità. Il risultato è una differenza di temperatura sulla superficie della stella di quasi 1, 500 gradi F (800 gradi C).

Con ogni orbita, KELT-9 b sperimenta due volte l'intera gamma di temperature stellari, producendo ciò che equivale a una sequenza stagionale peculiare. Il pianeta vive "l'estate" quando oscilla su ciascun polo caldo e "l'inverno" quando passa sopra la parte centrale più fredda della stella. Quindi KELT-9 b vive due estati e due inverni ogni anno, con ogni stagione circa nove ore.

"È davvero intrigante pensare a come il gradiente di temperatura della stella influisca sul pianeta, " disse Knicole Colón di Goddard, un coautore del documento. "I diversi livelli di energia ricevuti dalla sua stella probabilmente producono un'atmosfera estremamente dinamica".

L'orbita polare di KELT-9 b attorno alla sua stella appiattita produce transiti decisamente asimmetrici. Il pianeta inizia il suo transito vicino ai poli luminosi della stella e quindi blocca sempre meno luce mentre viaggia sull'equatore più debole della stella. Questa asimmetria fornisce indizi sui cambiamenti di temperatura e luminosità sulla superficie della stella, e hanno permesso alla squadra di ricostruire la forma fuori tonda della stella, come è orientato nello spazio, la sua gamma di temperature superficiali, e altri fattori che incidono sul pianeta.

"Dei sistemi planetari che abbiamo studiato tramite l'oscuramento gravitazionale, gli effetti su KELT-9 b sono di gran lunga i più spettacolari, " ha detto Jason Barnes, un professore di fisica presso l'Università dell'Idaho e coautore del documento. "Questo lavoro fa molto per unificare l'oscuramento gravitazionale con altre tecniche che misurano l'allineamento planetario, che alla fine speriamo possa svelare segreti sulla formazione e sulla storia evolutiva dei pianeti attorno a stelle di grande massa".