Un Gioviano caldo nella spirale della morte

WASP-12b è uno dei mondi alieni più bizzarri che conosciamo. Questo esopianeta è quello che viene definito un “Gioviano caldo” un pianeta gassoso simile al gigante del Sistema Solare per massa e dimensioni che orbita molto vicino alla sua stella ospite WASP-12.
La stella  WASP-12 è una nana gialla poco più grande del Sole, distante dal Sistema Solare circa 1410 anni luce.
Il gigantesco WASP-12b ha un periodo orbitale di poco più di un giorno terrestre, il gigante gassoso orbita cosi vicino alla sua stella che rilascia nello spazio circostante parte della sua atmosfera.
L’arroventato gigante gassoso tuttavia, non morirà di morte lenta a causa della perdita della sua massa. Recenti e approfondite osservazioni hanno scoperto che percorre un’orbita in notevole decadimento. E, secondo una nuova ricerca, quell’orbita sta decadendo più velocemente di quanto inizialmente si ritenesse.
I calcoli precedenti ponevano la fine di WASP-12 tra circa 3,25 milioni di anni, mentre i nuovi calcoli hanno rivisto questa stima portandola a “soli” 2,9 milioni di anni.
Secondo i modelli di formazione planetaria oggi disponibili, esopianeti come WASP-12b, cioè i “Gioviani caldi” non dovrebbero esistere. I modelli dicono che i giganti gassosi non possono formarsi cosi vicini alla stella ospite, la gravità, le radiazioni e gli intensi venti stellari dovrebbero impedire al pianeta di aggregare cosi tanto gas. Il problema è che questi giganti gassosi esistono e ne sono stati rilevati diverse centinaia.
Non abbiamo idea di come questi giganti gassosi si formino, ma fortunatamente questi esopianeti esotici che orbitano particolarmente vicino alla loro stella ospite sono tra i più studiati. Le ricerche su questi bizzarri mondi ci diranno molto sulle interazioni mareali tra un pianeta e una stella.
WASP-12b è tra i Gioviani caldi più vicini alla sua stella ed è un ottimo esempio per studiare le interazioni mareali. La sua scoperta risale al 2008, e in tutto questo tempo gli astronomi hanno potuto raccogliere un set di dati relativamente corposo; e la sua orbita stretta ci da un’altro vantaggio, possiamo osservare molti transiti. Quando l’esopianeta passa tra noi e la stella, fa sì che la luce di quest’ultima si attenui leggermente.
Nel 2017 gli astronomi hanno notato qualcosa di strano sui transiti di WASP-12b. Si stavano verificando con una leggera variazione temporale rispetto a quanto avrebbero dovuto verificarsi, sulla base delle precedenti misurazioni del periodo orbitale.
Quella leggera variazione temporale potrebbe essere stata il risultato di una mutazione dell’orbita dell’esopianeta, quindi un team di astronomi guidato da Samuel Yee dell‘Università di Princeton ha deciso di esaminare attentamente non solo i transiti, ma anche le occultazioni, cioè quando l’esopianeta passa dietro la sua stella. Se WASP-12b stava mutando la sua orbita, le occultazioni dovrebbero essere leggermente ritardate.
Un transito causa una debole attenuazione della luce della stella; un’occultazione causa un oscuramento ancora più debole. Questo perché l’esopianeta, riflettendo il calore e la luce della stella, aumenta la luminosità complessiva del sistema quando non è occultato dalla stella.
WASP-12b è otticamente molto scuro; assorbe il 94 percento di tutta la luce che lo colpisce, rendendolo più nero dell’asfalto .
Gli astronomi ritengono che ciò sia dovuto al fatto che l’esopianeta è così caldo; a 2.600 gradi Celsius sul lato diurno, le molecole di idrogeno vengono scomposte in idrogeno atomico, facendo sì che la sua atmosfera si comporti più come quella di una stella di piccola massa. Ma poiché è così caldo, emette molta energia nella banda degli infrarossi.
La squadra di Yee ha usato il Telescopio Spaziale Spitzer per cercare di osservare le occultazioni. Sebbene abbiano osservato la stella, WASP 12, per 16 periodi orbitali, sono riusciti a trovare solo quattro deboli occultazioni nei dati e questo è stato sufficiente.
Queste occultazioni potrebbero essere abbinate ai transiti e i ricercatori hanno scoperto che le occultazioni si stavano verificando più rapidamente, in linea con un decadimento orbitale di 29 millisecondi all’anno. A quel ritmo, la durata della vita del pianeta era, calcolano gli astronomi, di circa 3,25 milioni di anni.
Ora, un nuovo team di ricercatori guidato da Jake Turner della Cornell University ha cercato i segni del decadimento orbitale in un diverso set di dati ottenuti dalle osservazioni effettuate dal telescopio della NASA per la caccia ai pianeti TESS, specificamente progettato per osservare transiti e occultazioni.
TESS ha studiato la regione del cielo che comprendeva WASP-12 dal 24 dicembre 2019 al 20 gennaio 2020. In questi dati, il team ha trovato 21 transiti. Le occultazioni erano troppo superficiali per essere rilevate individualmente, ma il team è stato in grado di modellarle per trovare una soluzione migliore ai i dati TESS.
I tempi di transito e occultazione sono stati combinati con i dati precedenti per un’analisi temporale. Turner e il suo team sono stati in grado di confermare il decadimento dell’orbita di WASP-12b. E sta decadendo un po ‘più velocemente di quanto si riteneva in precedenza, a una velocità di 32,53 millisecondi all’anno, per una durata totale di 2,9 milioni di anni.
Sembra un tempo molto lungo, ma su scale temporali cosmiche è praticamente un lampo. Il calcolo ha ridotto drasticamente la durata della vita dell’esopianeta rispetto ai 10 milioni di anni stimati che occorrerebbero per giungere alla sua fine a causa dello stripping atmosferico.
Studiare WASP-12b ci può insegnare molto. E sebbene sia l’unico esopianeta per il quale abbiamo prove solide del decadimento orbitale, ci sono altri esopianeti “Gioviani caldi” che dovrebbero mostrare tassi paragonabili di decadimento orbitale.
“Quindi, dati aggiuntivi potrebbero rivelare se [questi esopianeti] mostrano effettivamente un decadimento delle maree finora non rilevato o se le previsioni teoriche devono essere migliorate”, hanno scritto Turner e il suo team .
“Le osservazioni temporali di sistemi aggiuntivi sono garantite perché ci aiutano a comprendere la formazione, l’evoluzione e il destino finale dei Gioviani caldi”.
Fonte: https://www.sciencealert.com/one-of-the-hottest-blackest-planets-in-the-galaxy-is-headed-for-a-fiery-death