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Concezione artistica dell’esopianeta WASP-107b in orbita attorno alla sua stella. Crediti: ESA/Hubble, Nasa, M. Kornmesser

La massa del nucleo dell’esopianeta gigante WASP-107b è molto inferiore a quella che si pensava fosse necessaria per costruire l’immenso involucro di gas attorno a pianeti giganti come Giove e Saturno, ha scoperto un team internazionale di astronomi. Lo studio al riguardo è stato pubblicato sulla rivista The Astronomical Journal.

Questa intrigante scoperta della studentessa di dottorato Caroline Piaulet, dell’Istituto di ricerca sui pianeti extrasolari (iREx) dell’Università di Montreal, suggerisce che i pianeti giganti gassosi si formano molto più facilmente di quanto si credesse in precedenza.

La nuova analisi della struttura interna del WASP-107b, effettuata con colleghi in Canada, Stati Uniti, Germania e Giappone, “ha importanti implicazioni. Questo lavoro affronta le basi stesse di come i pianeti giganti possono formarsi e crescere. Fornisce una prova concreta che il massiccio accumulo di un guscio di gas può essere innescato per nuclei che sono molto meno massicci di quanto si pensasse in precedenza“.

 

Dieci volte più leggero di Giove

WASP-107b è stato rilevato per la prima volta nel 2017 intorno a WASP-107, una stella a circa 212 anni luce dalla Terra, nella costellazione della Vergine. Il pianeta è molto vicino alla sua stella, più di 16 volte più vicino della Terra al Sole. Grande come Giove, ma 10 volte più leggero, WASP-107b è uno degli esopianeti meno densi conosciuti: un tipo che gli astrofisici hanno soprannominato il pianeti superpuff , o “zucchero filato”.

Piaulet e il suo team hanno utilizzato per la prima volta le osservazioni WASP-107b dell’Osservatorio Keck alle Hawaii per valutare la sua massa in modo più accurato. Hanno utilizzato il metodo della velocità radiale, che consente agli scienziati di determinare la massa di un pianeta osservando il movimento oscillante della sua stella ospite a causa dell’attrazione gravitazionale del pianeta. Hanno concluso che la massa di WASP-107b è circa un decimo di quella di Giove, o circa 30 volte quella della Terra.

Il team ha quindi effettuato un’analisi per determinare la struttura interna più probabile del pianeta. Sono giunti a una conclusione sorprendente: con una densità così bassa, il pianeta deve avere un nucleo solido al massimo quattro volte la massa della Terra. Ciò significa che più dell’85% della sua massa è incluso nello spesso strato di gas che circonda questo nucleo. In confronto, Nettuno, che ha una massa simile a quella di WASP-107b, ha solo dal 5% al ​​15% della sua massa totale nel suo strato di gas.

 

Gigante gassoso in formazione

I pianeti si formano nel disco di polvere e gas che circonda una giovane stella chiamata disco protoplanetario. I modelli classici di formazione dei pianeti giganti gassosi sono basati su Giove e Saturno. In questi, è necessario un nucleo solido almeno 10 volte più massiccio della Terra per accumulare una grande quantità di gas prima che il disco si dissolva.

Senza un nucleo massiccio, i pianeti giganti gassosi non erano considerati in grado di attraversare la soglia critica necessaria per costruire e mantenere i loro grandi involucri di gas.

Come spiegare allora l’esistenza di WASP-107b, che ha un nucleo molto meno massiccio? La professoressa della McGill University (Canada) e membro di iREx Eve Lee, esperta di fama mondiale di pianeti superpuff come il WASP-107b, ha diverse opzioni. “Per  il WASP-107b, lo scenario più plausibile è che il pianeta si sia formato lontano dalla stella, dove il gas nel disco è abbastanza freddo da consentire l’accumulo di gas molto rapidamente“, ha detto. “Il pianeta successivamente è riuscito a migrare nella sua posizione attuale, sia attraverso le interazioni con il disco che con altri pianeti nel sistema“.