Chiamato TOI 5205b, il gigante gassoso delle dimensioni di Nettuno si trova su un percorso estremamente eccentrico attorno a una stella simile al Sole, oscillando da una distanza di 60 milioni di miglia (100 milioni di km) a 200 milioni di miglia (320 milioni di km) di distanza ogni 111 giorni.
Questa orbita molto allungata e la massa relativamente bassa del pianeta, pari a circa 38 masse terrestri, stanno aiutando gli astronomi a far luce sul periodo poco compreso dell'adolescenza nella vita dei giganti gassosi. In particolare, la strana orbita di TOI 5205b suggerisce che la formazione del pianeta è stata interrotta, forse da un incontro con un altro pianeta gigante nel suo sistema, che ha disperso il nucleo roccioso del pianeta in crescita e ha interrotto l'accumulo di gas dal suo disco natale.
"Questo è uno dei pianeti giganti più estremi che abbiamo visto fino ad oggi", ha detto l'astronoma Jessica Libby-Roberts dell'Università del Texas ad Austin, autrice principale dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
"È un oggetto molto impegnativo da inserire nei nostri attuali modelli di come si formano ed evolvono i giganti gassosi."
Come suggerisce il nome, la missione Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ha originariamente rilevato TOI 5205b nel 2021. Mentre esaminava le curve di luce di questo cacciatore spaziale di piccoli cali di luminosità di una stella causati da esopianeti in orbita, Libby-Roberts ha notato che il pianeta i transiti erano troppo brevi e stranamente distanziati tra loro dato il periodo orbitale stimato del sistema.
"Nell'avviso TESS che abbiamo ricevuto, si diceva che il periodo era di circa 20 giorni o qualcosa del genere, e subito non sembrava giusto solo guardando le curve di luce", ha detto Libby-Roberts. "Sembravano molto più coerenti con un periodo di circa 111 giorni, quindi questo mi ha entusiasmato."
Le successive osservazioni da terra raccolte da Libby-Roberts e colleghi utilizzando spettrografi ad alta risoluzione, che studiano l'assorbimento e l'emissione di luce di un oggetto, hanno confermato il vero periodo orbitale del sistema. Tali misurazioni hanno anche affinato la massa del pianeta, che è importante per comprenderne la densità, insieme ad altri indizi sul percorso evolutivo di TOI 5205b.
Le teorie attuali suggeriscono che i pianeti gassosi giganti come Giove o Saturno si formano da accumuli di ghiaccio, polvere e molecole organiche nelle zone fredde di un disco protoplanetario, il piatto rotante di materiale che circonda una giovane stella e da cui nascono i pianeti.
Una volta che il nucleo solido raggiunge una massa pari a circa 10 volte la massa della Terra, diventa abbastanza massiccio da attrarre un involucro gonfio di gas dall’ambiente circostante. Quanto più massiccio diventa l’involucro del gas, tanto più gas attrae attraverso l’attrazione gravitazionale. Questo processo incontrollato è ciò che consente ad alcuni pianeti di diventare giganti.
Poiché l'età stimata di TOI 5205b è di circa 100 milioni di anni, offre agli scienziati l'opportunità di studiare direttamente questo processo di “accrescimento incontrollato di gas” e sondare le condizioni dell'adolescenza di un pianeta gigante.
Tuttavia, l’orbita strana di TOI 5205b rappresenta una sfida per i semplici scenari di accrescimento del nucleo, che prevedono orbite regolari, quasi circolari. Gli astronomi ritengono che gli incontri tra pianeti giganti potrebbero essere un evento comune durante la formazione degli esopianeti, influenzandone lo sviluppo e alterandone i percorsi orbitali. Nel caso di TOI 5205b, le simulazioni suggeriscono che il pianeta probabilmente iniziò su un’orbita abbastanza circolare ma ebbe un incontro ravvicinato con un altro pianeta gigante del sistema circa 10 milioni di anni fa.
Questa interazione gravitazionale ha disperso in modo significativo il nucleo roccioso di TOI 5205b e ha interrotto l'accumulo regolare di gas del pianeta, risultando nella sua massa inferiore e nell'orbita eccentrica.
"Ho pensato così tanto a questo sistema e ho tante altre domande", ha detto Libby-Roberts. "Non vedo l'ora che arrivino studi futuri per capire meglio la dinamica e la storia del sistema e come è finito con questa orbita molto eccentrica."
Libby-Roberts e colleghi intendono cercare altri pianeti nel sistema e osservare TOI 5205b in altre lunghezze d'onda, come l'infrarosso, per comprendere meglio l'atmosfera, la composizione e la quantità di luce stellare che riflette.
