Il pianeta scomparso: Toi-2535 b svanisce dai transiti per l'inclinazione della sua orbita

Il pianeta è scomparso mentre lo stavamo guardando
Samuel Yee descrive la rapidità con cui l'orbita di Toi-2535 b si sta inclinando.
Mark

Partiamo dal punto semplice: il pianeta è davvero sparito?

Mimi

No. Esiste ancora, è solo la sua orbita a essersi inclinata. Dal nostro punto di vista non passa più davanti alla stella, quindi il transito non si vede.

Mark

E come hanno capito che c'entra un secondo pianeta?

Mimi

Dai transiti irregolari, in anticipo o in ritardo fino a sei ore, dalla durata sempre più breve e dai dati sulla velocità radiale della stella. Il modello mette tutto insieme.

Luke

Fermiamoci un attimo: il secondo pianeta è stato visto?

Mimi

No, è dedotto dal modello. Si parla di un gigante probabilmente di massa pari o superiore a Saturno.

Luke

Quindi è un'ipotesi molto sostenuta, non un'osservazione diretta. Va detto chiaramente.

Mark

Perché Yee lo definisce l'esempio più estremo?

Mimi

Perché l'orbita si inclina tanto in fretta che il pianeta è sparito mentre lo osservavano. Di sistemi con pianeti che si perturbano ne conoscevano già.

Luke

E sul ritorno? "Alcune decine di anni" è una forchetta larga: la fonte non dà una data precisa.

Mark

E la formazione del pianeta?

Mimi

Yee pensa a una lenta migrazione a spirale, non a un lancio violento. Però lo presenta come ipotesi, un canale forse raro.

  • Un pianeta gigante che transitava regolarmente davanti alla sua stella è improvvisamente scomparso dalle osservazioni.
  • I transiti erano già irregolari, con ritardi e anticipi di sei ore, e si accorciavano fino a sparire verso il bordo della stella.
  • Il modello dei ricercatori dell'Ucla punta a un secondo gigante invisibile, con massa pari o superiore a Saturno, che trascina l'orbita come una trottola.
  • Il sistema è rarissimo: due giganti su orbite strette mettono in crisi le vecchie teorie sulla formazione dei pianeti caldi.
  • Il pianeta dovrebbe tornare a farsi vedere fra alcune decine di anni, offrendo nuovi dati su come questi mondi siano nati.

A mille anni luce da noi, un gigante gassoso che per sette anni aveva disegnato il suo passaggio davanti alla stella madre ha smesso di farlo, come se qualcuno avesse spostato di colpo il punto di vista. Non è sparito nel vuoto: un compagno invisibile, probabilmente un altro gigante, ne ha inclinato l'orbita con la lenta coreografia della gravità. È una storia antica quanto i sistemi planetari, in cui ciò che appare stabile è spesso il risultato di equilibri che si spostano nel tempo, e ci ricorda che il cielo è più irregolare di quanto le nostre mappe lascino credere.

A circa mille anni luce dal Sistema solare, un gioviano caldo chiamato Toi-2535 b ha attraversato per sette anni il disco della sua stella, orbitando così vicino che un giro completo gli richiede appena 8,25 giorni. Il telescopio Tess della Nasa lo ha seguito dal 2019 al 2026, fino al momento in cui i transiti si sono fatti sempre più corti, si sono spostati verso il bordo della stella e infine sono scomparsi. Gli astronomi dell'Ucla lo hanno descritto come il primo pianeta che scompare mai scoperto.

Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, sostiene che il pianeta non sia svanito, ma sia stato spostato. I dati indicano un vicino invisibile, probabilmente un gigante di massa simile o superiore a Saturno, che ne perturba l'orbita fino a inclinarla rispetto alla nostra linea di vista. Samuel Yee, primo autore, lo definisce l'esempio più estremo finora incontrato di pianeti che si influenzano a vicenda.

La scoperta mette alla prova le teorie sulla nascita di questi mondi, che per decenni hanno faticato a spiegare come giganti così vicini alle stelle possano essersi formati. Forse Toi-2535 b si è avvicinato alla stella con un lento moto a spirale, senza essere scagliato via. Tra alcune decine di anni tornerà a transitare, e nel frattempo il suo compagno nascosto potrebbe rivelarsi.

A circa mille anni luce dal Sistema solare c'è un pianeta che per sette anni gli astronomi hanno visto passare davanti alla propria stella e che, a un certo punto, ha smesso di farlo. Si chiama Toi-2535 b ed è un gioviano caldo, cioè un gigante con massa simile a quella di Giove che orbita molto più vicino alla sua stella di quanto Giove faccia con il Sole. Gli astronomi dell'Ucla che lo seguivano lo hanno battezzato il primo "pianeta che scompare" mai scoperto.

Le dimensioni dell'orbita rendono bene l'idea della sua vicinanza: Toi-2535 b compie un giro completo attorno alla stella in appena 8,25 giorni, mentre Mercurio ne impiega quasi 88. Nessuno lo ha mai fotografato direttamente. Lo si osserva attraverso il transito, il leggero calo di luminosità che si registra quando il pianeta passa tra la stella e noi. Il sistema è stato ripreso dal telescopio Tess della Nasa, pensato proprio per scovare nuovi mondi in questo modo, tra l'aprile del 2019 e il marzo del 2026.

Un transito richiede un allineamento molto preciso tra la stella, l'orbita del pianeta e la nostra linea di vista, e le interazioni dinamiche possono rendere temporanea questa coincidenza geometrica. Qui è andata così. Tess ha osservato quella regione di cielo molte volte e ha mostrato che i transiti di Toi-2535 b non sono mai stati regolari: arrivavano in anticipo o in ritardo anche di sei ore. Col tempo, poi, diventavano sempre più brevi e si spostavano verso il bordo del disco stellare, finché non sono comparsi più.

Lo studio, uscito questa settimana su The Astrophysical Journal Letters, spiega che il pianeta non è svanito nel nulla. Il modello degli autori usa la frequenza dei transiti, le variazioni della loro durata e i dati sulla velocità radiale della stella. Ne risulta la presenza di un vicino invisibile, con un'orbita inclinata rispetto a quella di Toi-2535 b, che ne perturba il moto. Sarebbe probabilmente un altro gigante, di massa simile o superiore a quella di Saturno. Per questo il sistema è insolito: ospita due pianeti giganti su orbite di breve periodo. Secondo la teoria, i due si influenzano a vicenda, facendo oscillare l'orbita del compagno come una trottola, finché l'oscillazione rompe l'allineamento e il transito sparisce dalla nostra vista.

«Spesso pensiamo all'universo come a un meccanismo preciso, dove tutto è regolare, ma nella realtà non è così», dice Samuel Yee, primo autore dell'articolo. Di sistemi con pianeti che si perturbano a vicenda ne conosciamo diversi, ma per Yee questo è l'esempio più estremo incontrato finora: l'orbita si inclina così in fretta che il pianeta è scomparso mentre lo stavano guardando.

L'effetto è simile a quello che rende rare le eclissi solari. Come spiega Erik Petigura, astrofisico dell'Ucla e coautore, se l'orbita lunare fosse perfettamente allineata con quella terrestre attorno al Sole, vedremmo un'eclisse ogni mese. Quell'inclinazione, aggiunge, è traccia di una formazione violenta, dovuta a una collisione tra la Terra appena nata e un altro corpo celeste.

La scoperta dice qualcosa anche sulla nascita di questi pianeti. Dagli anni Novanta, la presenza di giganti così vicini alle stelle ha messo in difficoltà gli scienziati, perché i modelli di formazione indicavano che servisse molto ghiaccio, quindi zone fredde e lontane. Restano due strade per spiegare la migrazione: una violenta, in cui il pianeta viene scagliato fuori orbita, per esempio dal passaggio ravvicinato di un altro oggetto, e poi attratto dalla stella; l'altra, più quieta, in cui viene trascinato verso la stella insieme agli altri pianeti del disco protoplanetario, scenario che però dovrebbe produrre un sistema piatto, senza inclinazioni relative. L'oscillazione di Toi-2535 b indica invece che i pianeti hanno interagito nel tempo. Secondo Yee, avendo un vicino, il pianeta si è probabilmente avvicinato con un lento moto a spirale, senza essere scagliato: forse un canale di formazione poco frequente, ma interessante.

Toi-2535 b tornerà a transitare davanti alla sua stella tra alcune decine di anni e, nel frattempo, il vicino nascosto potrebbe farsi vedere.

L'orbita di Toi-2535 b si sta inclinando così rapidamente che il pianeta è scomparso mentre lo stavamo guardando.
— Samuel Yee, primo autore dello studio
Se l'orbita della Luna fosse allineata con quella della Terra attorno al Sole, vedremmo un'eclisse tutti i mesi.
— Erik Petigura, astrofisico Ucla e coautore
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