Gli astronomi hanno scoperto un pianeta la cui esistenza sfida le teorie precedenti.

La stella TOI-6894 si trova a circa 240 anni luce dalla Terra, nella costellazione del Leone, ma è simile a molte altre stelle della nostra galassia. È una piccola nana rossa con una massa pari solo al 20% di quella del nostro Sole. Di conseguenza, gli astronomi non sospettavano che potesse fornire le condizioni giuste per la formazione e l'esistenza di un grande pianeta. Tuttavia, si è scoperto che era vero il contrario. Attorno a questa piccola stella orbita un gigante gassoso, chiamato TOI-6894b. I risultati della scoperta sono stati pubblicati su Nature Astronomy.

Scienziati sulle tracce dei pianeti giganti

Questa coppia cosmica sfida le teorie esistenti sulla formazione dei pianeti. L'insolito sistema è stato scoperto da un team di scienziati nell'ambito di uno studio su larga scala basato sui dati del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). L'obiettivo dello studio, guidato da Edward Bryant, era la ricerca di pianeti giganti in orbita attorno a stelle di piccola massa.

"Non ci aspettavamo che pianeti come TOI-6894b si formassero attorno a stelle di massa così piccola. Questa scoperta sarà fondamentale per comprendere gli estremi della formazione dei pianeti giganti", ha affermato Bryant.

Gli astronomi affermano di non aver ancora trovato una stella più piccola che possa ospitare un pianeta così grande. TOI-6894b è un gigante gassoso a bassa densità. Il suo raggio è leggermente maggiore di quello di Saturno, ma ha solo il 50% della massa del pianeta. Il Dott. Vincent Van Eylen, del Mullard Space Science Laboratory dell'University College di Londra, ha dichiarato: "Questa è una scoperta intrigante. Non capiamo davvero come una stella di massa così piccola possa formare un pianeta così massiccio! Questo è uno degli obiettivi della ricerca di altri esopianeti. Trovando sistemi planetari diversi dal nostro sistema solare, possiamo testare modelli e comprendere meglio come si è formato il nostro sistema."

Come potrebbe essersi formato il pianeta TOI-6894b?

La teoria più comune sulla formazione dei pianeti è la teoria dell'accrescimento del nucleo. Essa presuppone che il nucleo di un pianeta si formi inizialmente a seguito del graduale accumulo di materiale e, man mano che aumenta di massa, attragga gas che formano un'atmosfera. Alla fine, il nucleo diventa abbastanza grande da accumulare gas, diventando infine un gigante gassoso. È improbabile che tali pianeti si formino vicino a stelle di piccola massa, poiché la quantità di gas e polvere nel disco protoplanetario attorno a quella stella (ovvero la quantità di materiale necessaria per formare un pianeta) è troppo limitata per consentire la formazione di un nucleo sufficientemente massiccio. Tuttavia, l'esistenza di TOI-6894b contraddice questa teoria e suggerisce che il modello sopra descritto potrebbe non essere accurato. Di conseguenza, è necessario sviluppare teorie alternative.

"Data la massa del pianeta, TOI-6894b potrebbe essersi formato tramite un processo di accrescimento intermedio del nucleo, in cui si forma un protopianeta che accresce continuamente gas senza che il nucleo diventi abbastanza massiccio da consentire un accrescimento di gas incontrollabile", ha affermato Edward Bryant. "In alternativa, potrebbe essersi formato tramite un disco gravitazionalmente instabile. In alcuni casi, il disco che circonda la stella diventa instabile a causa dell'attrazione gravitazionale che esercita su se stesso. Questi dischi possono quindi rompersi e il gas e la polvere collassano per formare il pianeta", ha aggiunto.

Tuttavia, il team di astronomi ha scoperto che nessuna di queste teorie può spiegare completamente la formazione di TOI-6894b. L'origine di questo pianeta gigante è – per ora – un mistero. Un modo per risolverlo potrebbe essere attraverso un'analisi atmosferica dettagliata. Misurando la distribuzione del materiale all'interno del pianeta, gli astronomi possono determinare le dimensioni e la struttura del nucleo, il che potrebbe rivelarci se TOI-6894b si sia formato per accrescimento o per un disco instabile.

Il gigante gassoso sorprende gli scienziati

Il pianeta è unico anche per le sue condizioni. La maggior parte dei giganti gassosi sono simili ai Giove caldi, con temperature di 1.000-2.000 Kelvin. TOI-6894b, invece, ha una temperatura di soli 420 Kelvin.

"In base alla radiazione stellare di TOI-6894b, ci aspettiamo che la sua atmosfera sia dominata dal metano, un elemento che viene identificato molto raramente. Le temperature sono sufficientemente basse da consentire alle osservazioni atmosferiche di mostrare persino la presenza di ammoniaca, il che rappresenterebbe la prima volta che viene rilevata nell'atmosfera di un esopianeta. TOI-6894b è probabilmente un esopianeta modello per lo studio delle atmosfere dominate dal metano e rappresenta il miglior "laboratorio" per studiare le atmosfere planetarie contenenti carbonio, azoto e ossigeno al di fuori del Sistema Solare", ha affermato Amaury Triaud, uno dei ricercatori.

Nei prossimi 12 mesi, il telescopio spaziale James Webb osserverà l'atmosfera del pianeta TOI-6894b. I risultati potrebbero aiutare a determinare quale teoria spieghi la formazione del gigante gassoso.