Un gruppo di astronomi della Ucla ha scoperto, a circa mille anni luce di distanza dal Sistema solare, un fenomeno inedito: un “pianeta che scompare”. L’esopianeta in questione si chiama Toi-2535 b e appartiene alla categoria degli hot Jupiters, pianeti con massa simile a quella di Giove, ma che orbitano molto più vicino alla propria stella rispetto al nostro gigante gassoso. Toi-2535 b compie una rivoluzione completa attorno alla sua stella in appena 8.25 giorni: per confronto, Mercurio ne impiega quasi 88. I ricercatori hanno tenuto sott’occhio questo pianeta numerose volte nel corso di sette anni, non in modo diretto ma osservandone il transito davanti alla propria stella. Fino a che il transito non ha completamente smesso di apparire. Ma come viene spiegato in un articolo pubblicato questa settimana su The Astrophysical Journal Letters, Toi-2535 b non è scomparso nel nulla: quel che è accaduto è che l’influenza gravitazionale di un pianeta vicino ne ha inclinato l’orbita al punto da rendere il transito non più visibile.
Rappresentazione artistica di dieci pianeti gioviani caldi studiati usando i telescopi Hubble e Spitzer. Prima fila, da sinistra: Wasp-12b, Wasp-6b, Wasp-31b, Wasp-39b e Hd 189733b. Seconda fila, da sinistra: Hat-P-12b, Wasp-17b, Wasp-19b, Hat-P-1b e Hd 209458b. Crediti: Nasa/Esa
Toi-2535 b era stato inizialmente individuato in immagini scattate al sistema stellare Toi-2535, tra l’aprile del 2019 e il marzo del 2026, dal telescopio Tess della Nasa, specializzato proprio nel trovare nuovi mondo misurando i piccoli cambiamenti nella luminosità delle stelle quando un pianeta passa loro davanti. Questi eventi, i transiti planetari, implicano un allineamento fortuito tra la stella, l’orbita del pianeta e la nostra linea di vista. Allineamento che dev’essere assai preciso: interazioni dinamiche possono dunque rendere questa coincidenza geometrica solo temporanea.
Tess ha esaminato quella regione di cielo numerose volte, permettendo agli astronomi di capire che, a differenza di quelli della maggior parte degli altri esopianeti, i transiti di Toi-2535 b non sono mai stati regolari. Gli autori dello studio, infatti, avevano notato che i transiti erano in anticipo, oppure in ritardo, di tempi che potevano arrivare fino a sei ore. E oltre a questa variabilità nel tempo, i passaggi del pianeta davanti alla stella diventavano sempre più brevi e visibili sempre più vicini al bordo del disco stellare. Fino a che, appunto, hanno smesso di apparire del tutto.
Il modello realizzato nello studio – tenendo conto della frequenza dei transiti, delle variazioni nella loro durata e di dati sulla velocità radiale della stella – ha portato gli astronomi a pensare alla presenza di un vicino invisibile, un pianeta la cui orbita è inclinata rispetto a quella di Toi-2535 b e che spiegherebbe la perturbazione osservata. Il secondo pianeta è probabilmente un altro gigante, di massa simile o superiore a quella di Saturno, il che renderebbe questo sistema stellare piuttosto inusuale poiché presenta ben due pianeti giganti in orbite di breve periodo intorno alla stella. Entrambi i pianeti, secondo questa teoria, fanno sì che il compagno si muova come una trottola, e di conseguenza che ciascuno orbiti attorno alla stella in modo obliquo, fino a sparire dalla nostra vista quando l’oscillazione rompe l’allineamento.
«Spesso pensiamo all’universo come a un meccanismo preciso, dove tutto è regolare, ma nella realtà non è così. Se un sistema comprende più pianeti, allora essi possono influenzare le orbite l’uno dell’altro. Siamo a conoscenza di alcuni sistemi del genere», dice Samuel Yee, primo autore dell’articolo. «Ma questo è l’esempio più estremo in cui ci siamo imbattuti, perché i due pianeti interagiscono in modo davvero evidente. L’orbita di Toi-2535 b si sta inclinando così rapidamente che il pianeta è scomparso mentre lo stavamo guardando». Toi-2535 b ricomincerà a passare davanti alla sua stella tra alcune decine di anni e, nel frattempo, potrebbe palesarsi a noi il suo vicino nascosto.
Questo fenomeno, in realtà, è analogo a quello che rende le eclissi solari così rare sulla Terra: l’orbita lunare è inclinata e la Luna riesce a coprire il Sole solo quando è perfettamente in linea con la Terra. «Se l’orbita della Luna intorno alla Terra fosse esattamente allineata con quella della Terra intorno al Sole, allora vedremmo un’eclisse tutti i mesi», spiega Erik Petigura, astrofisico alla Ucla e uno dei coautori dello studio. «L’inclinazione dell’orbita lunare è una testimonianza della sua formazione violenta, causata da una collisione tra la Terra appena nata e un altro corpo celeste».
La scoperta offre anche informazioni sorprendenti su come Toi-2535 b potrebbe essersi formato. Il ritrovamento, a partire dagli anni ‘90 del secolo scorso, di esopianeti giganti così vicini alle stelle ha inizialmente confuso gli scienziati, poiché i modelli esistenti di formazione planetaria suggerivano che questo tipo di pianeti avesse bisogno di una grande quantità di ghiaccio per formarsi. Il gruppo di ricerca della Ucla sta anche lavorando per capire come i pianeti giganti potrebbero spostarsi più vicino alla stella, dopo essersi formati in zone più lontane e, di conseguenza, più fredde.
Esistono due possibilità: la prima è quella violenta, secondo cui il pianeta viene spostato dalla sua orbita, per esempio dal passaggio molto vicino di un altro oggetto, e in seguito viene attratto a sé dalla stella; la seconda prevede semplicemente che il pianeta venga attratto dalla stella insieme anche agli altri pianeti nel disco protoplanetario. Però da questo scenario ci si aspetta di ottenere un sistema piatto, senza inclinazioni orbitali relative tra i pianeti. Quindi l’oscillazione di Toi-2535 b suggerisce che i componenti del sistema abbiano interagito tra loro in modi che nel corso del tempo hanno fatto inclinare le orbite dei pianeti.
«Poiché Toi-2535 b ha un pianeta vicino, probabilmente si è avvicinato alla stella muovendosi lentamente a spirale, non venendo scagliato», ipotizza Yee. «Forse stiamo osservando un canale di formazione che non si verifica molto spesso, ma che resta comunque assai interessante».
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “A TESS Disappearing Act: The Vanishing Transits of TOI-2535 b“, di Samuel W. Yee, Erik A. Petigura, Rafael Brahm, Karen A. Collins, Gregor Srdoc, David W. Latham, Allyson Bieryla, Victoria DiTomasso, Thomas Henning, Andrés Jordán, Trifon Trifonov, Khalid Barkaoui, Phil Evans, Emmanuel Jehin, Mourad Ghachoui, Michaël Gillon, Eric Girardin, Felipe Murgas, Enric Palle, Adam Popowicz, Don J. Radford, Howard M. Relles, Richard P. Schwarz, Avi Shporer, Abderahmane Soubkiou, David Watanabe, Francis P. Wilkin e Carl Ziegler
Nel video di Samuel Yee, una rappresentazione grafica delle orbite dei due pianeti, del transito e della curva di luce della stella, al variare del tempo: