In un articolo pubblicato sulla rivista Science, i ricercatori della Penn State Univesity riportano la scoperta di un pianeta 13 volte e oltre più massiccio della Terra, in orbita attorno alla stella "ultrafredda" LHS 3154, che a sua volta è nove volte meno massiccia del Sole. Le stelle ultrafredde sono le meno massicce e più fredde dell’universo.
La scoperta non solo va contro le attuali teorie di formazione planetaria ma segna anche la prima volta che un pianeta con una massa così elevata viene visto in orbita attorno a una stella di massa così bassa.
"Questa scoperta fa davvero a capire quanto poco sappiamo dell'universo", ha affermato Suvrath Mahadevan, professore di Astronomia e Astrofisica alla Penn State e coautore dell'articolo.
Le stelle nascono da grandi nubi di gas e polvere. Una volta formate, il materiale restante crea dei dischi in orbita attorno alla stella neonata, dai quali potrebbero successivamente emergere nuovi pianeti. Il problema è che, in questo caso, "non si prevede che il disco di formazione planetaria attorno alla stella di piccola massa LHS 3154 abbia una massa solida sufficiente per creare questo pianeta", ha detto Mahadevan. "Ma è là fuori, quindi ora dobbiamo riesaminare la nostra comprensione di come si formano i pianeti e le stelle".
Il rapporto di massa del pianeta appena scoperto con la sua stella ospite è più di 100 volte superiore a quello della Terra e del Sole.
La scoperta è stata descritta sulla rivista Science.
L'Habitable Zone Planet Finder (HPF)
I ricercatori hanno individuato il pianeta di grandi dimensioni, denominato LHS 3154b, utilizzando uno spettrografo astronomico costruito alla Penn State da un team di scienziati guidati da Mahadevan. Lo strumento, chiamato Habitable Zone Planet Finder (HPF), è stato progettato per rilevare pianeti in orbita attorno alle stelle più fredde al di fuori del nostro Sistema Solare, con il potenziale per avere acqua liquida in superficie, un ingrediente chiave per la vita.
Pianeti di questo tipo sono difficili da individuare attorno a stelle come il nostro Sole ma, affinché un pianeta ricada nella zona abitabile di una stella ultrafredda, la sua orbita dovrà essere molto più vicina alla stella madre di quanto non sia la posizione della Terra rispetto al Sole. Questa distanza ridotta, combinata con la bassa massa delle stelle ultrafredde, si traduce in un segnale rilevabile che annuncia la presenza di un nuovo mondo, ha spiegato Mahadevan.
"Pensalo come se la stella fosse un falò. Più il fuoco si raffredda, più dovrai avvicinarti a quel fuoco per stare al caldo", ha detto Mahadevan. "Lo stesso vale per i pianeti. Se la stella è più fredda, allora un pianeta dovrà essere più vicino a quella stella se vuole essere abbastanza caldo da contenere acqua liquida. Se un pianeta ha un'orbita abbastanza vicina alla sua stella ultrafredda , possiamo rilevarlo osservando un cambiamento molto sottile nel colore degli spettri o della luce della stella mentre viene trascinata da un pianeta in orbita".
Situato presso il telescopio Hobby-Eberly dell'Osservatorio McDonald in Texas, l'HPF fornisce alcune delle misurazioni con la massima precisione fino ad oggi di tali segnali infrarossi provenienti da stelle vicine.
Una rappresentazione artistica del confronto di massa tra il sistema LHS 3154 e la Terra con il Sole.
Crediti: Penn State University
L'esopianeta LHS 3154b
"Sulla base dell'attuale lavoro di rilevamento con l'HPF e altri strumenti, un oggetto come quello che abbiamo scoperto è probabilmente estremamente raro, quindi rilevarlo è stato davvero emozionante", ha affermato Megan Delamer, studentessa laureata in astronomia alla Penn State e coautrice dello studio. "Le nostre attuali teorie sulla formazione dei pianeti hanno difficoltà a spiegare ciò che stiamo vedendo".
Nel caso del pianeta massiccio scoperto in orbita attorno alla stella LHS 3154, il nucleo planetario pesante dedotto dalle misurazioni del team richiederebbe una quantità maggiore di materiale solido nel disco di formazione del pianeta rispetto a quanto previsto dai modelli attuali, ha spiegato Delamer.
La scoperta solleva anche interrogativi sulle conoscenze attuali sulla formazione stellare, poiché il rapporto massa-polvere e polvere-gas del disco che circondava stelle come LHS 3154, quando erano giovani e appena formate, dovrebbe essere 10 volte più alto, rispetto a quanto osservato, per formare un pianeta massiccio come quello scoperto dal team.
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