Intorno a una stella a circa 730 anni luce di distanza orbita un esopianeta delle dimensioni di Giove , ma con una densità incredibile.
Gli astronomi hanno determinato che il pianeta, chiamato TOI-4603b, ha una massa di quasi 13 volte di quella di Giove. Ciò significa che è quasi 3 volte la densità della Terra e poco più di 9 volte la densità di Giove. Ed è davvero vicino alla sua stella, con un’orbita di soli 7,25 giorni. Questo lo colloca in una piccola ma significativa categoria di mondi che sfidano la nostra comprensione della formazione e dell’evoluzione planetaria . “È uno dei pianeti giganti in transito più massicci e più densi conosciuti fino ad oggi”, scrivono un gruppo di astronomi guidati da Akanksha Khandelwal del Physical Research Laboratory in India. Teoricamente, c’è un limite alla massa che può avere un pianeta. Questo perché, al di sopra di un certo limite critico, la temperatura e la pressione esercitate sul nucleo sono sufficienti per innescare la fusione nucleare , il processo di fusione degli atomi per creare elementi più pesanti. Per una stella, la massa minima alla quale inizia questo processo è di circa 85 Giove; a quel punto, gli atomi di idrogeno iniziano a fondersi in elio. Si pensa che il limite di massa superiore per un pianeta sia compreso tra 10 e 13 Giove. E tra questi oggetti ci sono le nane brune. Questi non hanno massa sufficiente per la fusione dell’idrogeno; tuttavia, i loro nuclei possono fondere il deuterio, un isotopo pesante dell’idrogeno che non ha bisogno di tanto calore e pressione. Le stelle si formano dall’alto verso il basso, quando un denso ammasso in una nube molecolare collassa sotto la gravità per formare una protostella. La stella quindi cresce assorbendo materiale dalla nuvola che la circonda, che si dispone in un disco. La polvere e il gas rimasti dopo questo processo formano i pianeti, che iniziano dal basso verso l’alto mentre pezzi di macerie iniziano ad attaccarsi, formando infine grumi che crescono in pianeti. Si pensa che le nane brune si formino come stelle, da un ammasso di nubi molecolari che collassano sotto la gravità. Di solito si trovano in orbita attorno a stelle a una distanza piuttosto ampia, a un minimo di cinque unità astronomiche (UA), ovvero cinque volte la distanza tra la Terra e il Sole.
TOI-4603b è stato individuato per la prima volta nei dati del telescopio spaziale a caccia di esopianeti della NASA TESS , che studia macchie di cielo alla ricerca di deboli e regolari cali di luce stellare che suggeriscono la presenza di un esopianeta in orbita. Se conosci la massa della stella, puoi calcolare la massa dell’esopianeta calcolando di quanto si muove la stella. È così che i ricercatori hanno derivato una massa per TOI-4603b di 12,89 volte la massa di Giove. La combinazione di questo con il raggio dell’oggetto ha permesso al team di arrivare a una densità media di 14,1 grammi per centimetro cubo. La densità della Terra, per il contesto, è di 5,51 grammi per centimetro cubo. Quello di Giove è di 1,33 grammi per centimetro cubo. Il piombo ha una densità di 11,3 grammi per centimetro cubo. Non è affatto strano, per una nana bruna, che in media è circa 0,83 volte il raggio di Giove; una nana bruna, con un raggio 0,87 volte quello di Giove, ha una massa di circa 61,6 Giove , per esempio. Queste cose possono diventare molto più dense di TOI-4603b. TOI-4603b soddisfa la maggior parte dei criteri per essere classificato come esopianeta. Ma è proprio sulla cuspide del limite di massa delle nane brune, il che significa che potrebbe essere un mondo importante per capire come si formano le nane brune e i pianeti giganti e come si evolve la loro relazione con le loro stelle. Ad esempio, l’esopianeta ha un’orbita significativamente ovale, o eccentrica, suggerendo che si sta stabilizzando. E la stella ha anche una compagna nana bruna, in orbita a circa 1,8 unità astronomiche, che potrebbe aver interagito gravitazionalmente con TOI-4603b. Questi indizi suggeriscono che l’esopianeta stia migrando più vicino alla stella da una posizione più distante. “Il rilevamento di tali sistemi”, scrivono i ricercatori , “ci offrirà di ottenere preziose informazioni sui meccanismi di governo dei pianeti massicci e migliorare la nostra comprensione della loro formazione dominante e dei meccanismi di migrazione”. La ricerca è stata accettata in Astronomy & Astrophysics Letters ed è disponibile su arXiv .
