Gli astronomi stanno utilizzando il James Webb Space Telescope (JWST) per indagare su un mistero cosmico: come si formano i massicci giganti gassosi e dove si trova esattamente la linea che separa un pianeta da una stella?
Recenti osservazioni di un mondo lontano noto come 29 Cygni b stanno fornendo prove cruciali che potrebbero rimodellare la nostra comprensione della nascita planetaria.
Il mistero del pianeta “supergigante”.
Situato a 133 anni luce dalla Terra, 29 Cygni b è un enorme gigante gassoso con circa 15 volte la massa di Giove. A causa delle sue immense dimensioni, si trova a un crocevia scientifico. Tradizionalmente, gli astronomi classificano la formazione planetaria in due metodi distinti:
- Formazione dal basso verso l’alto: Piccoli grumi di roccia e ghiaccio si scontrano gradualmente e si fondono per costruire un pianeta. Ecco come si è formata la maggior parte dei pianeti del nostro sistema solare.
- Formazione dall’alto verso il basso: dense zone di gas e polvere collassano direttamente sotto la loro stessa gravità, lo stesso processo che crea le stelle.
La sfida per gli scienziati è che i processi “dal basso verso l’alto” faticano a spiegare come un pianeta possa diventare così grande, mentre i processi “dall’alto verso il basso” sono solitamente riservati a corpi celesti molto più grandi. 29 Cygni b sfugge alla facile categorizzazione.
Prova di un’origine “dal basso verso l’alto”.
Mentre il suo enorme peso suggerisce che potrebbe essersi formata come una stella (dall’alto verso il basso), le sue caratteristiche orbitali suggeriscono il contrario. 29 Cygni b orbita attorno alla sua stella madre a una distanza di circa 1,5 miliardi di miglia, una distanza paragonabile a quella di Urano nel nostro sistema solare. Questa ampia orbita è un segno distintivo del metodo “dal basso verso l’alto”.
Utilizzando la Near-Infrared Camera (NIRCam) del JWST, i ricercatori hanno scoperto due prove chiave a sostegno di questa teoria:
- Un’atmosfera “ricca di metalli”: Analizzando come l’anidride carbonica e il monossido di carbonio assorbono la luce, gli astronomi hanno misurato l’abbondanza di “metalli” (elementi più pesanti dell’elio) nell’atmosfera del pianeta. Hanno scoperto che 29 Cygni b è 150 volte più ricca di metalli della Terra e significativamente più ricca di metalli della sua stella ospite. Ciò suggerisce che il pianeta sia cresciuto aspirando “avidamente” grumi di materiale pesantemente metallico dal disco protoplanetario circostante.
- Allineamento orbitale: Il team ha scoperto che l’orbita del pianeta è allineata con la rotazione della sua stella madre. Questo allineamento indica fortemente che il pianeta si è formato all’interno di un disco protoplanetario – l’anello vorticoso di polvere e gas che circonda una giovane stella – invece di collassare indipendentemente da una nube separata.
Perché è importante
Questa scoperta è significativa perché suggerisce che il metodo “dal basso verso l’alto” è molto più potente di quanto si pensasse in precedenza. Se un pianeta riesce ad accumulare abbastanza materiale pesante dal suo disco, può potenzialmente raggiungere proporzioni da supergigante senza dover subire il processo stellare di collasso gravitazionale diretto.
Il gruppo di ricerca fa attualmente parte di un programma più ampio per fotografare quattro esopianeti simili. Questi mondi sono tutti relativamente giovani, caldi e possiedono masse comprese tra una e 15 volte quella di Giove.
Studiando questi mondi “della terra di mezzo”, gli scienziati sperano di determinare finalmente se i pianeti più massicci della Via Lattea nascono come stelle o se sono semplicemente versioni molto più grandi dei pianeti che vediamo nelle nostre vicinanze.
Conclusione
I risultati di 29 Cygni b suggeriscono che massicci giganti gassosi possono formarsi attraverso il graduale accumulo di materiale ricco di metalli all’interno di un disco protoplanetario. Questa scoperta fornisce un collegamento vitale per comprendere il complesso spettro di come nascono i corpi celesti.
