Un’incredibile scoperta fatta dagli astronomi, ha rilevato, per la prima volta, un esopianeta la cui orbita si sta deteriorando attorno a una stella ospite evoluta, o più vecchia. Lo sfortunato esopianeta Kepler-1658b sembra destinato ad un’orbita a spirale sempre più vicina alla sua stella fino a quando non ne verrà inghiottito.
Offrendo il primo assaggio di un sistema in questa fase avanzata dell’evoluzione, la scoperta fornisce nuove intuizioni sul processo prolungato del decadimento orbitale planetario.
La morte per stella è un destino che si pensa debba attendere molti mondi. Tra miliardi di anni, potrebbe succedere anche alla Terra inghiottita dal nostro Sole invecchiato e dilatato nella sua fase di gigante rossa.
“Abbiamo già rilevato prove di esopianeti che si muovono verso le loro stelle, ma non abbiamo mai visto un pianeta del genere attorno a una stella evoluta. La teoria prevede che le stelle evolute siano molto efficaci nel sottrarre energia dalle orbite dei loro pianeti, e ora possiamo testare queste teorie con le osservazioni”, ha affermato Shreyas Vissapragada, 51 Pegasi b Fellow presso il Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian e autore principale di un nuovo studio che descrive i risultati.
Lo sfortunato esopianeta Kepler-1658b
Come indica il nome, gli astronomi hanno scoperto l’esopianeta con il telescopio spaziale Kepler, una pionieristica missione di caccia al pianeta lanciata nel 2009. Stranamente è stato il primo nuovo candidato esopianeta che Kepler abbia mai osservato. Eppure c’è voluto quasi un decennio per confermare l’esistenza del pianeta, momento in cui l’oggetto è entrato ufficialmente nel catalogo di Kepler come 1658a.
Kepler-1658b è un cosiddetto Giove caldo, il soprannome dato agli esopianeti alla pari della massa e delle dimensioni di Giove, ma in orbite estremamente ravvicinate attorno alle loro stelle ospiti. Per Kepler-1658b, quella distanza è solo un ottavo dello spazio tra il nostro Sole e il suo pianeta orbitante più stretto, Mercurio. Per Giove caldi e altri pianeti come Kepler-1658b che sono già molto vicini alle loro stelle, il decadimento orbitale sembra destinato a culminare nella distruzione.
Gli scienziati calcolano il decadimento orbitale infinitesimale
Misurare il decadimento orbitale degli esopianeti ha sfidato i ricercatori poiché il processo è molto lento e graduale. Nel caso di Kepler-1658b, secondo il nuovo studio, il suo periodo orbitale sta diminuendo al minuscolo tasso di circa 131 millisecondi (millesimi di secondo) all’anno, con un’orbita più breve che indica che il pianeta si è avvicinato alla sua stella.
Rilevare questo declino ha richiesto diversi anni di attenta osservazione. L’orologio è iniziato con Kepler e poi è stato rilevato dall’Hale Telescope dell’Osservatorio Palomar nel sud della California e infine dal Transiting Exoplanet Survey Telescope, o TESS, che è stato lanciato nel 2018. Tutti e tre gli strumenti hanno catturato i transiti, il termine per quando un esopianeta attraversa la faccia della sua stella e provoca un leggerissimo oscuramento della luminosità della stella. Negli ultimi 13 anni, l’intervallo tra i transiti di Kepler-1658b è costantemente diminuito.
La causa principale del decadimento orbitale sperimentato da Kepler-1658b sono le maree, lo stesso fenomeno responsabile dell’aumento e dell’abbassamento quotidiano degli oceani terrestri. Le maree sono generate dalle interazioni gravitazionali tra due corpi orbitanti, come tra il nostro mondo e la Luna o Kepler-1658b e la sua stella. La gravità dei corpi distorce le reciproche forme e, quando i corpi rispondono a questi cambiamenti, l’energia viene rilasciata. A seconda delle distanze tra le dimensioni e la velocità di rotazione dei corpi coinvolti, queste interazioni di marea possono portare a corpi che si allontanano o si avvicinano a vicenda – come il caso di Kepler-1658b verso la sua stella.
In particolare negli scenari stella-pianeta, c’è ancora molto che i ricercatori non capiscono di queste dinamiche. Pertanto, un ulteriore studio del sistema Kepler-1658 dovrebbe rivelarsi illuminante.
La stella si è evoluta al punto del suo ciclo di vita stellare in cui ha iniziato ad espandersi, proprio come previsto dal nostro Sole, ed è entrata in quella che gli astronomi chiamano una fase subgigante. La struttura interna delle stelle evolute dovrebbe portare più facilmente alla dissipazione dell’energia di marea prelevata dalle orbite dei pianeti ospitati rispetto alle stelle non evolute come il nostro Sole. Ciò accelera il processo di decadimento orbitale, rendendo più facile lo studio su scale temporali umane.
I risultati stanno aiutando ulteriormente a spiegare una stranezza intrinseca di Kepler-1658b, che appare più luminoso e più caldo del previsto. Le interazioni di marea che restringono l’orbita del pianeta potrebbero anche generare energia extra all’interno del pianeta stesso, ha affermato il team.
Vissapragada ha indicato una situazione simile con la luna di Giove Io, il corpo più vulcanico del Sistema Solare. Il push-and-pull gravitazionale di Giove su Io scioglie le viscere del pianeta. Questa roccia fusa erutta sulla famosa superficie infernale della luna, simile a una pizza, di depositi solforosi gialli e lava rossa fresca.
L’impilamento di ulteriori osservazioni di Kepler-1658b dovrebbe far luce sulle interazioni dei corpi celesti. E, con TESS destinato a continuare a scrutare migliaia di stelle vicine, Vissapragada e colleghi si aspettano che il telescopio scopra numerosi altri casi di esopianeti che girano negli scarichi delle loro stelle ospiti.
“Ora che abbiamo la prova dell’ispirazione di un pianeta attorno a una stella evoluta, possiamo davvero iniziare a perfezionare i nostri modelli di fisica delle maree. Il sistema Kepler-1658 può fungere da laboratorio celeste in questo modo per gli anni a venire”, ha affermato Vissapragada.
Vissapragada, che recentemente è entrato a far parte del Center for Astrophysics pochi mesi fa e ora è guidato da Mercedes López-Morales, attende con impazienza che la scienza degli esopianeti continui a progredire notevolmente.
