UN NETTUNIANO SUPER-DENSO DALL’ORIGINE MISTERIOSA

di Alessandro Sozzetti

Un team di scienziati internazionale guidato dall’università di Roma Tor Vergata e da INAF, di cui fanno parte anche Alessandro Sozzetti, Aldo Bonomo,  etc. dell’Osservatorio Astrofisico di Torino (INAF-OATo) ha scoperto esopianeta dalle caratteristiche straordinarie – individuato grazie al satellite TESS della Nasa e caratterizzato con lo spettrografo HARPS-N installato al Telescopio Nazionale Galileo – le cui proprietà fisiche mettono in crisi le teorie convenzionali di formazione ed evoluzione planetarie.

Si chiama TOI-1853b ed è estremamente peculiare: ogni 30 ore compie un giro completo intorno alla sua stella, ha un raggio comparabile con quello di Nettuno (3,5 raggi terrestri), ma una massa di circa quattro volte più grande (73 masse terrestri, l’80% della massa di Saturno). Ciò gli conferisce il primato della densità più elevata fra gli esopianeti nettuniani noti ad oggi (circa 10 g/cm³, il doppio della densità della Terra).

Distante 545 anni luce da noi, si trova nel cosiddetto ‘deserto dei Nettuniani‘, una regione vicina alle stelle in cui non si trovano pianeti delle dimensioni di Nettuno: ricevendo una forte irradiazione dalla stella, questi pianeti non possono trattenere le loro atmosfere gassose che evaporano, lasciando così esposto un nucleo solido di dimensioni molto inferiori a quelle di Nettuno. In base alle teorie di formazione ed evoluzione planetaria, non ci si aspettava che potesse esistere un pianeta simile e così vicino alla sua stella.

La densità elevata di TOI-1853b rende difficile individuarne esattamente la composizione. Potrebbe avere un nucleo roccioso circondato da un piccolo inviluppo gassoso di idrogeno ed elio che costituisce al più l’1% della massa del pianeta. Oppure, un’altra ipotesi molto affascinante è che possa essere composto per metà da rocce e per metà da ghiaccio di acqua. Data l’elevata temperatura del pianeta (circa 1500 gradi Kelvin), in questo secondo caso TOI-1853b potrebbe avere un’atmosfera ricca di vapore acqueo.

Per spiegare la sua esistenza vanno invocati scenari estremi. La sua origine potrebbe essere dovuta a collisioni fra protopianeti massicci nel disco proto-protoplanetario originario. Tali scontri potrebbero aver rimosso quasi tutta l’atmosfera del pianeta, il che ne spiegherebbe le dimensioni ridotte e la grande densità, come se fosse rimasto solo il nucleo nudo del pianeta. Alternativamente, TOI-1853b potrebbe essere stato inizialmente un gigante gassoso come Giove o più massiccio, e avrebbe assunto un’orbita molto ellittica in seguito a instabilità dinamiche dovute ad interazioni gravitazionali con altri pianeti. Questo lo avrebbe portato a compiere dei passaggi molto ravvicinati alla sua stella, che gli avrebbero fatto perdere i suoi strati atmosferici esterni e avrebbero, allo stesso tempo, circolarizzato e stabilizzato la sua orbita alla distanza attuale dalla sua stella.

Per ulteriori informazioni potete leggere il seguente articolo pubblicato su Nature:

• “A super-massive Neptune-sized planet”, di Luca Naponiello con Alessandro Sozzetti, Aldo S. Bonomo, Patricio E. Cubillos, Matteo Pinamonti, Mario Damasso, Paolo Giacobbe e Gloria Guilluy, Nature (2023).

• Il nettuniano più denso mai osservato (Articolo su Media INAF)