Due degli esopianeti con la densità più bassa mai registrati sono stati rilevati in orbita attorno a una stella a circa 1110 anni luce dalla Terra. Chiamati TOI-791b e TOI-791c, questi corpi celesti hanno un volume paragonabile a quello di Giove, il pianeta più grande del nostro sistema solare, ma mostrano una densità così sorprendentemente bassa da essere più leggeri dello zucchero filato. La rivelazione di questa scoperta, guidata da un gruppo internazionale di scienziati, è stata dettagliata nella rivista *Monthly Notice of the Royal Astronomical Society*.
La rarità delle persone “super-gonfie” nell’universo
Questi mondi appartengono ad un’insolita classificazione di pianeti conosciuta come pianeti “super-sbuffo” o “super-sbuffo”. Sono caratterizzati da volumi enormi e masse sorprendentemente piccole, il che li rende un enigma per gli attuali modelli di formazione planetaria. Prima di questa scoperta si conoscevano solo quattro esemplari di questa categoria, rendendo l’identificazione di due nuovi, nello stesso sistema stellare, un evento di grande impatto per l’astrofisica.
Caratteristiche uniche dei nuovi esopianeti TOI-791b e TOI-791c
Le misurazioni indicano che TOI-791b ha una densità di soli 0,038 grammi per centimetro cubo (g/cm³), mentre TOI-791c registra 0,047 g/cm³. Per illustrare l’unicità di questi valori, vale la pena confrontare: la densità media della Terra è di 5,5 g/cm³, e quella di Giove, un gigante gassoso, è di 1,33 g/cm³. Questa colossale differenza suggerisce una composizione e una struttura interna radicalmente diverse da quelle dei pianeti con i quali abbiamo più familiarità.
L’astrofisico George Dransfield, principale autore della ricerca, ha sottolineato l’importanza di questa identificazione. “Finora conoscevamo pochi di questi pianeti super-gonfi. Trovarne altri due, e nello stesso sistema, è straordinario”, ha detto in una nota. La densità estremamente bassa di questi corpi li rende obiettivi prioritari per la ricerca futura, con l’obiettivo di svelare i complessi processi di come i sistemi planetari si originano e si evolvono nel tempo.
Sfide per i modelli di formazione planetaria
L’esistenza di pianeti grandi e leggeri come TOI-791b e TOI-791c rappresenta una sfida importante per le teorie prevalenti sulla formazione dei mondi giganti. I modelli più accettati, come quello dell’accrescimento del nucleo, suggeriscono che i pianeti gassosi si formino da un nucleo roccioso solido che, una volta raggiunta una massa sufficiente, inizia ad attrarre grandi quantità di gas dal suo disco protoplanetario. Tuttavia, affinché questi pianeti abbiano densità così basse, sarebbe necessario un processo di formazione o una composizione atmosferica che non sono ancora del tutto compresi.
Gli scienziati ipotizzano che l’atmosfera di questi “super-sweller” possa essere composta da gas estremamente leggeri, come idrogeno ed elio, forse con una piccola quantità di elementi più pesanti, o che si siano formati in condizioni molto specifiche di temperatura e pressione che hanno permesso questa espansione. Anche la radiazione della stella madre può svolgere un ruolo cruciale nel “gonfiare” le loro atmosfere. Ulteriori studi su questi esopianeti potrebbero imporre una revisione o l’aggiunta di nuovi meccanismi agli attuali modelli di sviluppo dei pianeti.
Il ruolo del telescopio spaziale TESS nella scoperta
La scoperta è stata resa possibile grazie al telescopio spaziale Transiting Exoplanet Survey (TESS) della NASA. Lanciato nel 2018, TESS è un osservatorio spaziale che cerca esopianeti utilizzando il metodo del transito, in cui rileva piccole cadute di luminosità di una stella quando un pianeta le passa davanti. La sua capacità di monitorare vaste aree del cielo per lunghi periodi è stata determinante nell’identificare migliaia di candidati esopianeti, inclusi i rari “super-puff”.
Il monitoraggio delle osservazioni TESS con telescopi terrestri e altri strumenti spaziali è essenziale per confermare la natura degli esopianeti e caratterizzare le loro proprietà, come massa, raggio e densità. Nel caso di TOI-791b e TOI-791c, la combinazione dei dati di transito con le misurazioni della velocità radiale ha permesso ai ricercatori di calcolarne le masse e, di conseguenza, le loro densità sorprendentemente basse.