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Le osservazioni del telescopio spaziale James Webb della NASA hanno fornito una svolta sorprendente nella narrazione che circonda quella che si ritiene essere la prima stella osservata nell’atto di inghiottire un pianeta.
Le osservazioni del telescopio spaziale James Webb della NASA hanno fornito una svolta sorprendente nella narrazione che circonda quella che si ritiene essere la prima stella osservata nell’atto di inghiottire un pianeta.
Le nuove scoperte suggeriscono che la stella in realtà non si è gonfiata per avvolgere un pianeta come precedentemente ipotizzato.
Invece, le osservazioni di Webb mostrano che l’orbita del pianeta si è ridotta nel tempo, portando lentamente il pianeta più vicino alla sua scomparsa fino a quando non è stato completamente inghiottito.
“Poiché si tratta di un evento così nuovo, non sapevamo bene cosa aspettarci quando abbiamo deciso di puntare questo telescopio nella sua direzione”, ha detto Ryan Lau, autore principale del nuovo articolo e astronomo presso NSF NOIRLab (National Science Foundation National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) a Tucson, in Arizona.
“Con il suo aspetto ad alta risoluzione nell’infrarosso, stiamo imparando preziose informazioni sui destini finali dei sistemi planetari, forse incluso il nostro”.
Due strumenti a bordo di Webb hanno condotto l’autopsia della scena: il MIRI (Mid-Infrared Instrument) di Webb e il NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph). I ricercatori sono stati in grado di giungere alla loro conclusione utilizzando un duplice approccio investigativo.
La stella al centro di questa scena si trova nella Via Lattea, a circa 12.000 anni luce di distanza dalla Terra.
L’evento di luminosità, formalmente chiamato ZTF SLRN-2020, è stato originariamente individuato come un lampo di luce ottica utilizzando la Zwicky Transient Facility presso l’Osservatorio Palomar del Caltech a San Diego, in California.
I dati del NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) della NASA hanno mostrato che la stella si è effettivamente illuminata nell’infrarosso un anno prima del lampo di luce ottica, suggerendo la presenza di polvere.
Questo Indagine iniziale del 2023 hanno portato i ricercatori a credere che la stella fosse più simile al Sole e che fosse in procinto di invecchiare in una gigante rossa nel corso di centinaia di migliaia di anni, espandendosi lentamente man mano che esauriva il suo combustibile a idrogeno.
Tuttavia, il MIRI di Webb ha raccontato una storia diversa. Con una potente sensibilità e risoluzione spaziale, Webb è stato in grado di misurare con precisione l’emissione nascosta dalla stella e dai suoi immediati dintorni, che si trovano in una regione molto affollata dello spazio.
I ricercatori hanno scoperto che la stella non era così luminosa come avrebbe dovuto essere se si fosse evoluta in una gigante rossa, indicando che non c’era alcun rigonfiamento per inghiottire il pianeta come si pensava una volta.
I ricercatori suggeriscono che, a un certo punto, il pianeta aveva circa le dimensioni di Giove, ma orbitava abbastanza vicino alla stella, anche più vicino dell’orbita di Mercurio attorno al nostro Sole.
Nel corso di milioni di anni, il pianeta ha orbitato sempre più vicino alla stella, portando a conseguenze catastrofiche.
“Il pianeta alla fine ha iniziato a sfiorare l’atmosfera della stella. Poi è stato un processo incontrollato di caduta più veloce da quel momento”, ha detto il membro del team Morgan MacLeod dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, Massachusetts. “Il pianeta, mentre stava cadendo, ha iniziato a spalmare intorno alla stella”.
Nel suo ammaraggio finale, il pianeta avrebbe espulso gas dagli strati esterni della stella. Mentre si espandeva e si raffreddava, gli elementi pesanti di questo gas si condensarono in polvere fredda nel corso dell’anno successivo.
Mentre i ricercatori si aspettavano un’espansione della nube di polvere più fredda intorno alla stella, uno sguardo con il potente NIRSpec ha rivelato un disco circumstellare caldo di gas molecolare più vicino.
Inoltre, l’alta risoluzione spettrale di Webb è stata in grado di rilevare alcune molecole in questo disco di accrescimento, incluso il monossido di carbonio.
“Con un telescopio così trasformativo come Webb, era difficile per me avere aspettative su ciò che avremmo trovato nelle immediate vicinanze della stella”, ha detto Colette Salyk del Vassar College di Poughkeepsie, New York, ricercatrice di esopianeti e coautrice del nuovo articolo.
“Devo dire che non mi sarei aspettato di vedere ciò che ha le caratteristiche di una regione di formazione planetaria, anche se i pianeti non si stanno formando qui, all’indomani di un inghiottimento”.
La capacità di caratterizzare questo gas apre ulteriori domande per i ricercatori su ciò che è effettivamente accaduto una volta che il pianeta è stato completamente inghiottito dalla stella.
“Questo è davvero il precipizio dello studio di questi eventi. Questo è l’unico che abbiamo osservato in azione, e questo è il miglior rilevamento delle conseguenze dopo che le cose si sono stabilizzate”, ha detto Lau. “Speriamo che questo sia solo l’inizio del nostro campione”.
Queste osservazioni, effettuate nell’ambito del programma di osservazione a tempo garantito 1240, che è stato specificamente progettato per studiare una famiglia di misteriosi, improvvisi, eventi di illuminazione infrarossa, sono stati tra i primi programmi Target of Opportunity eseguiti da Webb.
Questi tipi di studio sono riservati a eventi, come le esplosioni di supernova, che si prevede si verifichino, ma i ricercatori non sanno esattamente quando o dove. I telescopi spaziali della NASA fanno parte di una rete internazionale in crescita che è pronta ad assistere a questi cambiamenti fugaci, per aiutarci a capire come funziona l’universo.
I ricercatori si aspettano di aggiungere al loro campione e identificare eventi futuri come questo utilizzando l’imminente Osservatorio Vera C. Rubin e il Nancy Grace Roman Space Telescope della NASA, che esaminerà ripetutamente vaste aree del cielo per cercare cambiamenti nel tempo.
Immagine: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
