Un pianeta che sembra sfidare le categorie più comuni dell’astronomia. È Gliese 523b, un mondo extrasolare che potrebbe rappresentare un nuovo esempio della rara classe delle cosiddette mega-Terre.
Il pianeta orbita attorno a Gliese 523, una stella nana di tipo K distante circa 87 anni luce dalla Terra. La sua scoperta sta attirando l’attenzione degli astronomi soprattutto per una caratteristica sorprendente: Gliese 523b è molto più grande della Terra, ma possiede una massa decisamente superiore a quella che ci si aspetterebbe da un pianeta di queste dimensioni.
Secondo i dati raccolti dai ricercatori, il mondo alieno avrebbe un raggio pari a circa 2,55 volte quello terrestre, mentre la sua massa raggiungerebbe ben 23,5 volte quella della Terra. La densità media sarebbe di circa 7,8 grammi per centimetro cubo, quindi superiore a quella del nostro pianeta.
Un insieme di caratteristiche che rende Gliese 523b particolarmente interessante e difficile da spiegare attraverso i tradizionali modelli di formazione planetaria.
Gliese 523b è una vera “mega-Terra”?
Il termine mega-Terra viene utilizzato dagli astronomi da oltre dieci anni, ma non esiste ancora una definizione universalmente condivisa per questa categoria di pianeti.
Gliese 523b potrebbe però offrire un caso concreto per comprendere meglio cosa significhi davvero parlare di una mega-Terra. La sua combinazione di dimensioni, massa e densità lo rende infatti molto diverso sia dalla Terra sia dai giganti gassosi.
Thomas Beatty, astronomo dell’Università del Wisconsin-Madison, ha sottolineato proprio questo aspetto. Secondo il ricercatore, per definire con precisione una categoria simile non basta il lavoro degli astronomi.
Servono anche competenze provenienti dalla geologia e dalle scienze dell’atmosfera. Gli esperti devono infatti capire come roccia e ferro possano comportarsi a pressioni estreme, molto superiori a quelle raggiungibili nei laboratori terrestri.
Allo stesso tempo, bisogna stabilire quanto della composizione osservata sia effettivamente costituito da materiale roccioso e quanto possa invece dipendere da altri elementi.
Un pianeta più grande della Terra ma incredibilmente denso
La caratteristica che sorprende maggiormente gli studiosi è il rapporto tra le dimensioni e la massa di Gliese 523b.
Il pianeta ha un diametro molto superiore a quello terrestre, ma la sua massa è ancora più impressionante. Con 23,5 masse terrestri, il suo peso complessivo è infatti enorme rispetto alle dimensioni.
La densità stimata raggiunge 7,8 grammi per centimetro cubo. Per fare un confronto, la densità media della Terra è inferiore.
Questa peculiarità rende Gliese 523b un oggetto difficile da inserire nelle categorie più familiari. I pianeti molto densi, infatti, non sono necessariamente una rarità assoluta. Il problema è che generalmente si tratta di mondi relativamente piccoli, con caratteristiche più vicine a quelle della Terra o di Mercurio.
Gliese 523b rompe questo schema proprio perché presenta dimensioni circa due volte e mezza superiori a quelle terrestri.
Max Kroft, studente laureato dell’Università del Wisconsin-Madison coinvolto nello studio, ha sottolineato quanto questo risultato sia inatteso.
Il pianeta, secondo i ricercatori, non corrisponde quindi al profilo che ci si aspetterebbe osservando semplicemente la sua massa e le sue dimensioni.
Come è stata confermata la scoperta di Gliese 523b
La natura planetaria di Gliese 523b è stata determinata combinando diverse osservazioni astronomiche.
Gli scienziati hanno utilizzato i dati ottenuti dallo spettrografo NEID, installato sul telescopio WIYN presso il Kitt Peak National Observatory. Queste informazioni sono state poi unite alle precedenti osservazioni dei transiti raccolte dalla missione TESS della NASA.
Il metodo dei transiti permette di individuare un pianeta osservando la diminuzione della luminosità della sua stella quando il corpo passa davanti al disco stellare.
La profondità di questo calo fornisce informazioni sulle dimensioni del pianeta. La frequenza con cui il fenomeno si ripete, invece, permette di ricavare informazioni sul periodo orbitale e sulla distanza dalla stella.
Nel caso di Gliese 523b, il pianeta completa una rivoluzione attorno alla propria stella in appena 17,75 giorni.
La combinazione dei dati ottenuti attraverso tecniche differenti ha permesso agli astronomi di ricostruire un quadro molto più preciso del sistema.
Gliese 523b potrebbe essere quasi privo di atmosfera
Un'altra caratteristica rende il pianeta ancora più particolare. Secondo le osservazioni disponibili, Gliese 523b sembrerebbe avere una scarsa atmosfera o addirittura esserne quasi privo.
Il dato è sorprendente considerando le sue dimensioni. Un pianeta così grande potrebbe normalmente essere associato a un involucro atmosferico consistente.
La situazione potrebbe però essere collegata alla storia del pianeta e alle condizioni in cui si è formato.
Una delle possibilità considerate dagli scienziati è che Gliese 523b abbia perso parte della propria atmosfera dopo essersi avvicinato molto alla stella. Temperature estremamente elevate potrebbero infatti favorire la dispersione degli strati atmosferici più esterni.
Ma non è l'unica ipotesi.
Un sistema molto giovane e un'orbita insolita
Le caratteristiche di Gliese 523b diventano ancora più interessanti considerando l'età del sistema.
Attraverso lo studio della rotazione di Gliese 523 e di alcune stelle che si muovono insieme nello spazio, i ricercatori hanno stimato un'età di circa 169 milioni di anni.
Su scala astronomica si tratta di un sistema molto giovane. La combinazione tra giovane età, massa elevata, possibile assenza di atmosfera e particolare inclinazione orbitale crea quindi un quadro difficile da conciliare con le teorie più tradizionali.
L'orbita di Gliese 523b presenta infatti un'inclinazione di almeno 71 gradi rispetto all'equatore della stella.
Questo significa che il pianeta potrebbe attraversare una traiettoria molto inclinata, avvicinandosi a un'orbita di tipo polare. Il paragone utilizzato dagli studiosi è quello di un satellite terrestre che percorra una traiettoria da polo a polo invece di seguire il piano dell'equatore.
Come potrebbe essersi formato questo pianeta?
Per spiegare le caratteristiche di Gliese 523b, gli scienziati stanno prendendo in considerazione diversi scenari.
Una possibilità prevede l'intervento gravitazionale di un corpo ancora sconosciuto presente nelle regioni più esterne del sistema. Un oggetto di grandi dimensioni potrebbe aver alterato nel tempo l'orbita del pianeta.
Un'altra ipotesi riguarda invece il disco protoplanetario dal quale è nato il sistema. Una struttura deformata o disallineata potrebbe avere lasciato una particolare inclinazione nell'orbita del pianeta fin dalle prime fasi della sua formazione.
Non viene esclusa nemmeno una storia molto più violenta.
Gliese 523b potrebbe essere il risultato della collisione tra due pianeti. Un impatto di enormi proporzioni avrebbe potuto fondere i due corpi e provocare contemporaneamente la perdita di una parte significativa dell'atmosfera.
Secondo questa interpretazione, ciò che osserviamo oggi potrebbe essere ciò che resta di uno scontro avvenuto nelle prime fasi della storia del sistema.
La scoperta potrebbe aiutare a capire le mega-Terre
Gliese 523b non è soltanto un nuovo pianeta extrasolare da aggiungere ai cataloghi astronomici. Le sue caratteristiche potrebbero offrire agli scienziati una preziosa opportunità per studiare come nascono e cambiano i mondi rocciosi di grandi dimensioni.
Il pianeta combina infatti diversi elementi difficili da osservare insieme: massa enorme, dimensioni elevate, alta densità, possibile assenza di atmosfera, giovane età e orbita fortemente inclinata.
Proprio questa combinazione potrebbe permettere di mettere alla prova alcuni dei modelli attualmente utilizzati per spiegare la formazione dei pianeti.
La ricerca potrebbe inoltre contribuire a definire meglio il concetto stesso di mega-Terra, una categoria ancora sfuggente e difficile da delimitare con precisione.
Gliese 523b dimostra ancora una volta quanto possa essere vario il panorama dei pianeti extrasolari. A decenni dalle prime scoperte di mondi oltre il Sistema Solare, l'universo continua a presentare oggetti che non rientrano facilmente nelle categorie conosciute.
E questo nuovo pianeta, distante circa 87 anni luce dalla Terra, potrebbe diventare un importante laboratorio naturale per capire come nascono, evolvono e sopravvivono i mondi più estremi della nostra galassia.
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