La scoperta di un esopianeta con una coda simile a quella di una cometa
Gli astrofisici che hanno studiato l’esopianeta WASP-69b hanno scoperto che possiede una coda simile a quella di una cometa, lunga sette volte il pianeta stesso. Questo fenomeno si verifica poiché l’atmosfera gassosa del pianeta viene strappata via e allungata dalla sua orbita pericolosamente vicina a una stella calda e dall’influenza dei venti stellari. Questa osservazione in tempo reale offre spunti sui processi evolutivi di migliaia di altri pianeti nella nostra galassia (Impressione dell’artista).
La rara opportunità di esaminare la fisica che influenza migliaia di altri pianeti
WASP-69b è soggetto a temperature estreme continue. Questo gigante gassoso, paragonabile per dimensioni a Giove e situato a circa 160 anni luce dalla Terra, è così vicino alla sua stella intensamente calda che la sua atmosfera si sta continuamente evaporando a una velocità di 200.000 tonnellate al secondo.
In una nuova ricerca pubblicata su The Astrophysical Journal, un team guidato da astrofisici dell’UCLA ha scoperto che mentre l’atmosfera del pianeta sfugge nello spazio, i venti stellari della sua stella ospite la modellano in una coda simile a quella di una cometa che segue il pianeta per almeno 560.000 chilometri - molto più lunga di quanto osservato in precedenza.
“Il lavoro di gruppi precedenti ha mostrato che questo pianeta stava perdendo parte della sua atmosfera e suggeriva una coda sottile o forse inesistente”, ha detto Dakotah Tyler, uno studente di dottorato dell’UCLA e primo autore della ricerca. “Tuttavia, ora abbiamo definitivamente rilevato questa coda e dimostrato che è almeno sette volte più lunga del pianeta stesso”.
Caratteristiche e orbita di WASP-69b
Scoperto un decennio fa, WASP-69b è noto come un “Giove caldo” – un pianeta gigante gassoso che orbita pericolosamente vicino alla sua stella. Infatti, l’esopianeta è così vicino che completa un’orbita completa in meno di quattro giorni terrestri; in confronto, Mercurio, il pianeta più vicino al nostro sole, ha un’orbita di 88 giorni.
La scoperta che la stella di WASP-69b non solo sta spogliando l’atmosfera del pianeta con radiazioni ad alta energia, ma sta anche fisicamente guidando quel gas fuggito in una coda lunga e sottile, aiuta a rivelare come i venti stellari influenzano i pianeti che orbitano così vicino alle loro stelle. Studiare direttamente questo tipo di perdita di massa atmosferica è fondamentale per comprendere esattamente come i pianeti in tutta la galassia evolvono nel tempo con le loro stelle, hanno detto i ricercatori.
L’impatto dei venti stellari sulle atmosfere planetarie
“Nell’ultimo decennio, abbiamo appreso che la maggior parte delle stelle ospita un pianeta che orbita più vicino di quanto Mercurio orbiti attorno al nostro sole e che l’erosione delle loro atmosfere svolge un ruolo chiave nel spiegare i tipi di pianeti che vediamo oggi”, ha detto il co-autore e professore di fisica e astronomia dell’UCLA Erik Petigura. “Tuttavia, per la maggior parte degli esopianeti conosciuti, sospettiamo che il periodo di perdita atmosferica sia concluso molto tempo fa. Il sistema WASP-69b è una gemma perché abbiamo una rara opportunità di studiare la perdita di massa atmosferica in tempo reale e comprendere la fisica critica che plasma migliaia di altri pianeti”.
Le osservazioni precedenti di WASP-69b, condotte con un telescopio da 3,5 metri all’Osservatorio di Calar Alto in Spagna e un telescopio da 5 metri all’Osservatorio di Palomar nella contea di San Diego, mostravano solo un accenno di coda o nessuna coda. Per lo studio attuale, i ricercatori hanno utilizzato un telescopio più grande, da 10 metri, all’Osservatorio W. M. Keck alle Hawaii, insieme al suo strumento spettrografo ad alta risoluzione, chiamato NIRSPEC, per effettuare osservazioni più sensibili alla struttura dettagliata dell’atmosfera in fuga di WASP-69b.
Le osservazioni hanno rivelato che il gas in fuga di WASP-69b, principalmente idrogeno ed elio, è modellato e spinto nella direzione della Terra dalla radiazione e da un flusso di gas dalla sua stella ospite noto come vento stellare per centinaia di migliaia di chilometri. I ricercatori sono stati quindi in grado di calcolare la quantità di massa che il pianeta stava perdendo.
“Queste code simili a comete sono davvero preziose perché si formano quando l’atmosfera in fuga del pianeta si scontra con il vento stellare, il che fa sì che il gas venga spazzato via”, ha detto Petigura. “Osservare una coda così estesa ci permette di studiare queste interazioni in grande dettaglio”.
Longevità e resilienza di WASP-69b
Anche se il Giove caldo sta danzando un tango pericoloso con la sua stella, Tyler ha detto che la sua atmosfera non si evaporerà completamente.
“Con circa 90 volte la massa della Terra, WASP-69b ha una così grande riserva di materiale che anche perdendo questa enorme quantità di massa non lo influenzerà molto nel corso della sua vita. Non è in pericolo di perdere la sua intera atmosfera durante la vita della stella”, ha detto Tyler.
“La resilienza di questo pianeta in un ambiente così estremo e ostile serve come potente promemoria per tutti noi”, ha aggiunto. ”Nonostante la moltitudine di sfide che possiamo affrontare, la nostra capacità di resistere e superare è spesso molto più grande di quanto ci rendiamo conto. I nostri problemi possono sembrare scoraggianti, ma come WASP-69b, abbiamo ciò che serve per continuare”.