Scoperto sosia dell’esopianeta beta Pictoris b: “gemelli” separati nella culla stellare

SCOPERTE – Sono uguali per massa, luminosità e spettro, ma sono due esopianeti ben distinti. Questi due giganti gassosi che hanno una massa pari a 13 volte quella di Giove sono di fatto identici nell’aspetto, ma orbitano intorno a stelle madre diverse e si sono formati in modi differenti. E allora come fanno ad essere tanto simili? La risposta degli astronomi sembra semplice, ma non lo è affatto: provengono dalla stessa incubatrice stellare.

I due pianeti sono beta Pictoris b, uno degli esopianeti meglio studiati scoperto nel 2009, e 2MASS 0249 c, che è stato osservato con il metodo diretto dai ricercatori guidati da Trent Dupuy, astronomo del Gemini Observatory e autore dello studio pubblicato sulla rivista The Astronomical Journal. Analizzando lo spettro del sosia con l’Infrared Telescope Facility della NASA e con l’Astrophysical Research Consortium 3.5-meter Telescope dell’Apache Point Observatory i ricercatori hanno dimostrato che condivide importanti somiglianze con quello di beta Pictoris b. I due oggetti celesti hanno inoltre massa e luminosità molto simili tra loro, ma esiste una differenza, come sottolineato da Dupuy:

“Abbiamo scoperto un pianeta gigante gassoso che è un gemello virtuale di un pianeta già noto, ma sembra che i due si siano formati in modi totalmente differenti”.

Gli esopianeti scoperti fino ad oggi infatti sono generalmente diversi sia per aspetto che per età. Trovare dunque due pianeti giganti gassosi che appaiono così simili apre a nuove domande sulla comprensione di questi oggetti e della loro formazione, come ha sottolineato Michael Liu, astronomo della University of Hawaii Institute for Astronomy e co-autore dello studio. Il motivo di questa impressionante somiglianza deriva dal fatto che il pianeta 2MASS 0249 c, osservato dal telescopio Canada-France-Hawaii (CFHT), e l’originale beta Pictoris b sono nati dalla stessa incubatrice stellare. Una condizione che ne fa non solo due sosia, ma due veri “fratelli”.

Le incubatrici stellari

Le incubatrici stellari sono enormi ammassi di gas e polvere dove le stelle nascono come gattini in una cucciolata, spiegano gli astronomi, per poi iniziare a vagare lontano dal gruppo originario fino a trovare il proprio posto nella galassia. Le stelle che nascono da queste culle di gas e polvere possono essere anche molto diverse tra loro: da piccole e deboli nane brune fino a stelle massive che concludono le loro vite in esplosioni di supernova.

Le stelle rimangono nell’incubatrice stellare fino a quando essa non esaurisce il suo gas, allora iniziano a vagare liberamente nella galassia insieme ai loro pianeti in via di formazione. Dalle incubatrici, dunque, non nascono solo stelle, ma anche pianeti molto simili tra loro che poi si allontanano dalle loro culle orbitando intorno alla loro stella madre.

Gli astronomi ritengono quindi che proprio questo sia il caso dei due esopianeti tanto simili, due oggetti celesti letteralmente separati in culla e destinati ad orbitare intorno a due stelle madri molto differenti. Beta Pictoris b, infatti, orbita intorno a una stella che è 10 volte più luminosa del nostro Sole, mentre il suo sosia si trova in un sistema binario formato da due nane brune 2000 volte più deboli del nostro astro. Anche la loro distanza dalla rispettiva stella madre è molto diversa: beta Pictoris b è relativamente vicino ad essa, trovandosi ad una distanza di circa 9 unità astronomiche, cioè 9 volte la distanza che separa la Terra e il Sole. L’altro esopianeta, invece, orbita a una distanza di 2000 unità astronomiche dal sistema di stelle binarie che lo ospita.

Come si sono formati i due pianeti?

Per questo motivo i ricercatori ritengono che la storia evolutiva di questi due oggetti celesti sia molto diversa. Il pianeta “originale” si sarebbe formato come un tradizionale gigante gassoso: un piccolo nucleo roccioso che orbita intorno alla sua stella e aumenta le dimensioni accumulando gas dal disco stellare. Al contrario la stella che ospita 2MASS 0249 c non aveva un disco stellare abbastanza ricco per formare un gigante gassoso, quindi il pianeta si sarebbe formato accumulando il gas che è stato osservato direttamente dal materiale della sua incubatrice stellare. Kaitlin Kratter, astronoma dell’University of Arizona e co-autrice dello studio, ha spiegato:

“2MASS 0249 c e beta Pictoris b ci mostrano che la natura ha più di un modo per creare esopianeti che appaiono molto simili tra loro. Beta Pictoris b si è formato probabilmente come riteniamo che si siano formati tutti gli altri giganti gassosi, partendo da piccoli granelli di polvere. Invece 2MASS 0249 c assomiglia ad una nana bruna sottopeso nato dal collasso di una nube di gas. Entrambi sono considerai esopianeti, ma il sosia dimostra che una classificazione così semplice può nascondere realtà ben più complicate”.

La maggior parte dei pianeti osservati con il metodo diretto è così vicino alla propria stella madre da rendere difficile lo studio dettagliato delle loro caratteristiche, per via della luce stellare che ne offusca l’immagine. La distanza che separa invece 2MASS 0249 c dal suo ospite, invece, ha permesso di determinare con accuratezza sia le condizioni meteo superficiali dell’esopianeta che la sua composizione, permettendo una comprensione migliore sia delle sue caratteristiche che della sua formazione. Un aspetto che rende questo sosia oggetto decisamente interessante per studi futuri.

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