IL PERIODO ORBITALE STA DIMINUENDO DI 131 MILLISECONDI ALL'ANNO

La fine del primo sistema planetario di Kepler

Individuato per la prima volta un esopianeta la cui orbita sta lentamente decadendo. Si chiama Kepler-1658b ed è stato il primo candidato esopianeta della missione Kepler. Per i gioviani caldi come lui, che sono già molto vicini alle loro stelle, il decadimento orbitale sembra destinato a culminare nella loro distruzione. Tutti i dettagli su ApJ Letters

     19/12/2022
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Rappresentazione artistica del sistema Kepler-1658. Kepler-1658b, in orbita con un periodo di soli 3,8 giorni, è stato il primo candidato esopianeta scoperto da Kepler. Crediti: Gabriel Perez Diaz/Instituto de Astrofísica de Canarias

Per la prima volta, gli astronomi hanno individuato un esopianeta la cui orbita sta lentamente decadendo, a 2571 anni luce dalla Terra. Questo mondo lontano sembra destinato a spiraleggiare sempre più vicino alla sua stella, fino a quella che sarà l’inevitabile collisione e il conseguente annientamento. La scoperta offre nuove informazioni sul processo del decadimento orbitale planetario fornendo un primo sguardo a un sistema planetario in una fase avanzata dell’evoluzione.

Il modo in cui questa stella si sta approssimando alla morte è simile a quello che attende molti mondi, compresa la Terra tra qualche miliardo di anni. «Abbiamo già rilevato prove di esopianeti che si muovono verso le loro stelle, ma non avevamo mai visto un pianeta del genere farlo attorno a una stella evoluta», afferma Shreyas Vissapragada del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, primo autore di uno studio pubblicato oggi su The Astrophysical Journal Letters. «La teoria prevede che le stelle evolute siano molto efficaci nel sottrarre energia dalle orbite dei loro pianeti, e ora possiamo testare queste teorie con le osservazioni».

Lo sfortunato esopianeta si chiama Kepler-1658b. Come indica il nome, gli astronomi lo hanno scoperto con il telescopio spaziale Kepler, il pioniere tra i cacciatori di pianeti, lanciato nel 2009. Sorprendentemente, questo mondo è stato il primo candidato esopianeta di Kepler. Nonostante ciò, c’è voluto quasi un decennio per confermare l’esistenza del pianeta, momento nel quale l’oggetto è entrato ufficialmente nel catalogo di Kepler come la 1658esima voce.

Kepler-1658b è un gioviano caldo, appellativo dato agli esopianeti la cui massa e dimensioni sono simili a quelle di Giove, ma in orbite estremamente ravvicinate intorno alle loro stelle ospiti. Pensate che per Kepler-1658b, la distanza dalla sua stella è solo un ottavo di quella tra il Sole e Mercurio. Per i gioviani caldi e altri pianeti come Kepler-1658b che sono già molto vicini alle loro stelle, il decadimento orbitale sembra destinato a culminare nella distruzione.

Misurare il decadimento orbitale degli esopianeti non è facile, perché il processo è molto lento e graduale. Nel caso di Kepler-1658b, secondo il nuovo studio, il suo periodo orbitale sta diminuendo al ritmo di circa 131 millisecondi all’anno, con un’orbita più breve che indica che il pianeta si è avvicinato alla sua stella.

Rilevare questo declino ha richiesto diversi anni di attenta osservazione. Il “conto” è partito con Kepler, poi è stato rilevato dall’Hale Telescope dell’Osservatorio Palomar nel sud della California e infine dal Transiting Exoplanet Survey Telescope, o Tess, lanciato nel 2018. Tutti e tre gli strumenti hanno catturato i transiti, ossia il momento in cui il pianeta transita davanti alla sua stella provocando un leggerissimo oscuramento della luminosità della stella stessa. Negli ultimi 13 anni, l’intervallo tra i transiti di Kepler-1658b è leggermente ma costantemente diminuito.

La causa principale del decadimento orbitale sperimentato da Kepler-1658b sono le maree, lo stesso fenomeno responsabile dell’aumento e dell’abbassamento quotidiano degli oceani della Terra. Le maree sono generate dalle interazioni gravitazionali tra due corpi orbitanti, come tra la Terra e la Luna, o Kepler-1658b e la sua stella. La gravità dei corpi distorce le reciproche forme e, mentre i corpi rispondono a questi cambiamenti, viene rilasciata energia. A seconda delle distanze tra i corpi coinvolti e delle loro dimensioni e velocità di rotazione, queste interazioni mareali possono far sì che i corpi si respingano – come nel caso della Luna, che si sta allontanando lentamente dalla Terra – o si avvicinino, come con Kepler-1658b e la sua stella. Queste dinamiche non sono ancora chiare, in particolare negli scenari stella-pianeta. Di conseguenza, un ulteriore studio del sistema Kepler-1658 dovrebbe rivelarsi molto utile.

La stella si è evoluta al punto del suo ciclo di vita in cui ha iniziato a espandersi, proprio come ci si aspetta che faccia il Sole, ed è entrata in quella che gli astronomi chiamano fase di subgigante. La struttura interna delle stelle evolute dovrebbe portare più facilmente alla dissipazione dell’energia delle maree prelevata dalle orbite dei pianeti ospitati rispetto alle stelle non evolute, come il Sole. Questo accelera il processo di decadimento orbitale, rendendo più facile lo studio su tempi “umani”.

Ma c’è di più. I risultati pubblicati aiutano a spiegare una stranezza intrinseca di Kepler-1658b: il pianeta appare più luminoso e caldo del previsto. Secondo i ricercatori, le interazioni mareali responsabili del restringimento dell’orbita del pianeta potrebbero anche generare energia extra all’interno del pianeta stesso. Secondo Vissapragada, la situazione potrebbe essere simile a quella che si verifica con Io, la luna di Giove, il corpo vulcanicamente più attivo del Sistema solare. Questo spingi-e-tira gravitazionale di Giove su Io scioglie le viscere del pianeta, e la roccia fusa esplode sulla superficie notoriamente infernale della luna.

Ulteriori osservazioni di Kepler-1658b dovrebbero far luce sulle interazioni dei corpi celesti. «Ora che abbiamo la prova della “caduta” di un pianeta verso una stella evoluta, possiamo davvero iniziare a perfezionare i nostri modelli di fisica delle maree», conclude Vissapragada. «Il sistema Kepler-1658 può fungere da laboratorio celeste per gli anni a venire e, con un po’ di fortuna, presto ce ne saranno molti altri di questi laboratori».

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