Quando si tratta di come e dove si formano i sistemi planetari, gli astronomi hanno pensato di avere una buona padronanza delle cose. La teoria predominante, nota come Ipotesi Nebulare, afferma che stelle e pianeti si formano da enormi nuvole di polvere e gas (cioè nebulose). Quando questa nuvola subisce il collasso gravitazionale al centro, la sua polvere e gas rimanenti formano un disco protoplanetario che alla fine si accumula per formare pianeti.
Tuttavia, studiando la lontana stella NGTS-1 - un tipo M (nano rosso) situato a circa 600 anni luce di distanza - un team internazionale guidato da astronomi dell'Università di Warwick ha scoperto un enorme "Giove caldo" che sembrava troppo grande essere in orbita attorno a una stella così piccola. La scoperta di questo "pianeta mostro" ha naturalmente sfidato alcune nozioni precedentemente formate sulla formazione planetaria.
Lo studio, intitolato "NGTS-1b: A Jupiter hot transiting an M-nwarf", è recentemente apparso nel Avvisi mensili della Royal Astronomical Society. Il team era guidato dal dott. Daniel Bayliss e dal professor Peter Wheatley dell'Università di Warwick e comprendeva membri dell'Osservatorio di Ginevra, del Laboratorio Cavendish, del Centro aerospaziale tedesco, dell'Istituto di spazio e osservazione terrestre di Leicester, del TU Berlin Center for Astronomia e astrofisica e diverse università e istituti di ricerca.
La scoperta è stata fatta utilizzando i dati ottenuti dalla struttura ESO Next-Generation Transit Survey (NGTS), che si trova presso l'Osservatorio Paranal in Cile. Questa struttura è gestita da un consorzio internazionale di astronomi che provengono dalle Università di Warwick, Leicester, Cambridge, Queen's University Belfast, l'Osservatorio di Ginevra, il Centro aerospaziale tedesco e l'Università del Cile.
Utilizzando una gamma completa di telescopi compatti completamente robotizzati, questo rilevamento fotometrico è uno dei numerosi progetti destinati a completare Kepler Space Telescope. Piace Keplero, controlla le stelle distanti per segni di improvvisi cali di luminosità, che sono un'indicazione di un pianeta che passa di fronte (noto anche come "transito") della stella, rispetto all'osservatore. Durante l'esame dei dati ottenuti da NGTS-1, la prima stella trovata dal sondaggio, hanno fatto una scoperta sorprendente.
Sulla base del segnale prodotto dal suo esopianeta (NGTS-1b), hanno determinato che si trattava di un gigante gassoso più o meno delle stesse dimensioni di Giove e quasi altrettanto massiccio (0,812 masse di Giove). Il suo periodo orbitale di 2,6 giorni indicava anche che orbita molto vicino alla sua stella - circa 0,0326 UA - il che la rende un "Giove caldo". Sulla base di questi parametri, il team ha anche stimato che NGTS-1b ha temperature di circa 800 K (530 ° C; 986 ° F).
La scoperta ha gettato la squadra in loop, poiché si riteneva impossibile che pianeti di queste dimensioni si formassero attorno a piccole stelle di tipo M. Secondo le attuali teorie sulla formazione dei pianeti, si ritiene che le stelle nane rosse siano in grado di formare pianeti rocciosi - come dimostrato da molti che sono stati scoperti intorno ai nani rossi negli ultimi tempi - ma non sono in grado di raccogliere abbastanza materiale per creare pianeti delle dimensioni di Giove .
Come ha commentato il dott. Daniel Bayliss, astronomo dell'Università di Ginevra e autore principale dell'articolo, nel comunicato stampa dell'Università di Warwick:
“La scoperta di NGTS-1b è stata una sorpresa completa per noi - non si pensava che pianeti così enormi esistessero attorno a stelle così piccole. Questo è il primo esopianeta che abbiamo trovato con la nostra nuova struttura NGTS e stiamo già sfidando la saggezza ricevuta su come si formano i pianeti. La nostra sfida è ora scoprire quanto sono comuni questi tipi di pianeti nella Galassia e con la nuova struttura NGTS siamo nella posizione giusta per fare proprio questo ”.
Ciò che è anche impressionante è il fatto che gli astronomi hanno notato il transito. Rispetto ad altre classi di stelle, le stelle di tipo M sono le più piccole, le più fredde e le più scure. In passato, corpi rocciosi sono stati rilevati intorno a loro misurando i cambiamenti nella loro posizione rispetto alla Terra (alias il metodo della velocità radiale). Questi spostamenti sono causati dal rimorchiatore gravitazionale di uno o più pianeti che fanno "oscillare" il pianeta avanti e indietro.
In breve, la scarsa luminosità di una stella di tipo M ha reso molto poco pratico il monitoraggio di cali di luminosità (alias il metodo di transito). Tuttavia, utilizzando le telecamere sensibili al rosso di NGTS, il team è stato in grado di monitorare le patch del cielo notturno per molti mesi. Nel corso del tempo, hanno notato delle immersioni provenienti da NGTS-1 ogni 2,6 giorni, il che indicava che un pianeta con un breve periodo orbitale passava periodicamente di fronte ad esso.
Hanno quindi rintracciato l'orbita del pianeta attorno alla stella e combinato i dati di transito con le misurazioni della velocità radiale per determinarne dimensioni, posizione e massa. Come ha indicato il professor Peter Wheatley (che guida NGTS), scoprire che il pianeta è stato un lavoro scrupoloso. Ma alla fine, la sua scoperta potrebbe portare al rilevamento di molti più giganti gassosi attorno a stelle a bassa massa:
“NGTS-1b era difficile da trovare, nonostante fosse un mostro di un pianeta, perché la sua stella madre è piccola e debole. Le piccole stelle sono in realtà le più comuni nell'universo, quindi è possibile che ci siano molti di questi pianeti giganti in attesa di essere trovati. Avendo lavorato per quasi un decennio per sviluppare l'array di telescopi NGTS, è elettrizzante vederlo individuare nuovi e inaspettati tipi di pianeti. Non vedo l'ora di vedere quali altri nuovi eccitanti pianeti possiamo scoprire. "
All'interno dell'Universo conosciuto, le stelle di tipo M sono di gran lunga le più comuni, rappresentando il 75% di tutte le stelle nella sola Via Lattea. In passato, la scoperta di corpi rocciosi attorno a stelle come Proxima Centauri, LHS 1140, GJ 625 e i sette pianeti rocciosi intorno a TRAPPIST-1, ha portato molti nella comunità astronomica a concludere che le stelle nane rosse erano il posto migliore dove cercare Pianeti simili alla Terra.
La scoperta di un Giove caldo in orbita attorno a NGTS-1 è quindi vista come un'indicazione che anche altre stelle nane rosse potrebbero avere in orbita giganti gassosi. Soprattutto, quest'ultima scoperta dimostra ancora una volta l'importanza della ricerca sugli esopianeti. Con ogni scoperta che facciamo al di là del nostro Sistema Solare, più apprendiamo sui modi in cui i pianeti si formano ed evolvono.
Ogni scoperta che facciamo fa anche avanzare la nostra comprensione di quanto possiamo essere probabili scoprire la vita là fuori da qualche parte. Perché alla fine, quale più grande obiettivo scientifico c'è che determinare se siamo o meno soli nell'Universo?
