Un team internazionale guidato da ricercatori del Laboratorio EXOTIC dell'Università di Liegi, in collaborazione con il MIT e l'Istituto di Astrofisica dell'Andalusia, ha appena scoperto WASP-193b, un pianeta gigante a densità straordinariamente bassa in orbita attorno a una stella distante simile al sole. /P>
Questo nuovo pianeta, situato a 1.200 anni luce dalla Terra, è il 50% più grande di Giove ma sette volte meno massiccio, il che gli conferisce una densità estremamente bassa paragonabile a quella dello zucchero filato.
"WASP-193b è il secondo pianeta meno denso scoperto finora, dopo Kepler-51d, che è molto più piccolo," spiega Khalid Barkaoui, ricercatore post-dottorato presso l'EXOTIC Laboratory dell'ULiège e primo autore dell'articolo pubblicato su Nature Astronomy .
"La sua densità estremamente bassa lo rende una vera anomalia tra gli oltre cinquemila esopianeti scoperti fino ad oggi. Questa densità estremamente bassa non può essere riprodotta da modelli standard di giganti gassosi irradiati, anche nell'ipotesi irrealistica di una struttura senza nucleo."
Il nuovo pianeta è stato inizialmente individuato dal Wide Angle Search for Planets (WASP), una collaborazione internazionale di istituzioni accademiche che insieme gestivano due osservatori robotici, uno nell’emisfero settentrionale e l’altro in quello meridionale. Ogni osservatorio utilizzava una serie di telecamere grandangolari per misurare la luminosità di migliaia di singole stelle in tutto il cielo.
Nei dati raccolti tra il 2006 e il 2008, e ancora dal 2011 al 2012, l’osservatorio WASP-South ha rilevato transiti periodici, o cali di luce, della stella WASP-193. Gli astronomi hanno determinato che i cali periodici di luminosità della stella erano coerenti con un pianeta che passava davanti alla stella ogni 6,25 giorni. Gli scienziati hanno misurato la quantità di luce bloccata dal pianeta a ogni transito, ottenendo così una stima delle dimensioni del pianeta.
Il team ha quindi utilizzato gli osservatori TRAPPIST-South e SPECULOOS-South — diretti da Michaël Gillon, direttore della ricerca FNRS e astrofisico all'ULiège — situati nel deserto di Atacama in Cile per misurare il segnale planetario in diverse lunghezze d'onda e per convalidare la natura planetaria del pianeta. oggetto eclissante.
Infine, hanno anche utilizzato le osservazioni spettroscopiche raccolte dagli spettrografi HARPS e CORALIE, anch'essi situati in Cile (ESO), per misurare la massa del pianeta.
Con loro grande sorpresa, le misurazioni accumulate hanno rivelato una densità estremamente bassa per il pianeta. La sua massa e le sue dimensioni, calcolarono, erano rispettivamente circa 0,14 e 1,5 quelle di Giove. La densità risultante è stata di circa 0,059 grammi per centimetro cubo.
La densità di Giove, invece, è di circa 1,33 grammi per centimetro cubo; e la Terra è più consistente:5,51 grammi per centimetro cubo. Uno dei materiali più vicini in densità al nuovo, gonfio pianeta, è lo zucchero filato, che ha una densità di circa 0,05 grammi per centimetro cubo.
"Il pianeta è così leggero che è difficile pensare a un materiale analogo allo stato solido", afferma Julien de Wit, professore al Massachusetts Institute of Technology (MIT) e coautore. "Il motivo per cui è simile allo zucchero filato è perché entrambi sono praticamente aria. Il pianeta è fondamentalmente super soffice."
I ricercatori sospettano che il nuovo pianeta sia composto principalmente da idrogeno ed elio, come la maggior parte degli altri giganti gassosi della galassia. Per WASP-193b, questi gas probabilmente formano un’atmosfera estremamente gonfia che si estende per decine di migliaia di chilometri oltre l’atmosfera di Giove. Come esattamente un pianeta possa gonfiarsi così tanto è una domanda alla quale nessuna teoria esistente sulla formazione planetaria può ancora rispondere. Certamente richiede un significativo deposito di energia nelle profondità dell'interno del pianeta, ma i dettagli del meccanismo non sono ancora compresi.
"Non sappiamo dove collocare questo pianeta in tutte le teorie di formazione che abbiamo in questo momento, perché è un valore anomalo tra tutte. Non possiamo spiegare come si è formato questo pianeta. Osservare più da vicino la sua atmosfera ci permetterà di limitare un percorso evolutivo di questo pianeta", aggiunge Francisco Pozuelos, astronomo presso l'Instituto de Astrofisica de Andalucia (IAA-CSIC, Granada, Spagna).
"WASP-193b è un mistero cosmico. Risolverlo richiederà ulteriore lavoro osservativo e teorico, in particolare misurare le sue proprietà atmosferiche con il telescopio spaziale JWST e confrontarle con diversi meccanismi teorici che potrebbero provocare un'inflazione così estrema", conclude Barkaoui.
Ulteriori informazioni: Un'atmosfera estesa a bassa densità attorno al pianeta delle dimensioni di Giove WASP-193 b,, Astronomia naturale (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02259-y
Informazioni sul giornale: Astronomia naturale
Fornito dall'Università di Liegi
