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Gli astronomi confermano che un pianeta gigante sta ancora formandosi attorno alla sua giovane stella, offrendo un raro sguardo su come si formano i sistemi planetari.
Gli astronomi hanno confermato l’esopianeta più giovane finora rilevato, offrendo uno sguardo raro sulle prime fasi della formazione planetaria. Il pianeta, noto come Elias 2-24 b, sta ancora attivamente raccogliendo materiale dal disco di gas e polvere che circonda la giovane stella ospite, permettendo agli scienziati di studiare un pianeta gigante mentre è ancora in crescita.
Lo studio, guidato dall’Università Diego Portales in Cile e pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, combina osservazioni dall’Osservatorio W. M. Keck, dall’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e dal Very Large Telescope (VLT) dell’Osservatorio Europeo Australe.
I risultati supportano il modello di accrescimento del nucleo della formazione dei giganti planetari e forniscono forti prove che collegano le lacune nei dischi protoplanetari alla formazione dei pianeti al loro interno.
“Ciò che rende Elias 2-24 b così straordinario è la sua età”, ha detto Andrea Bernardi, dottoranda all’Università Diego Portales e autrice principale dello studio
. “Questo è il pianeta più giovane mai rilevato finora, e poiché sta ancora attivamente accumulando materiale dall’ambiente circostante, possiamo osservare una fase di formazione planetaria raramente vista direttamente.”
Vedere un pianeta in divenire
Le stelle giovani sono spesso circondate da dischi rotanti di gas e polvere noti come dischi protoplanetari.
Col tempo, il materiale all’interno di questi dischi si raccoglie e cresce in pianeti.
Negli ultimi anni, ALMA ha prodotto immagini sorprendenti di questi dischi, rivelando anelli e spazi scuri nel materiale circostante.
Molti astronomi sospettavano che i pianeti emergenti stessero scavando queste frecce mentre si formavano, ma le prove dirette rimasero limitate.
Elias 2-24 b fornisce uno degli esempi più chiari finora di un pianeta che occupa uno di questi varchi.
La scoperta supporta anche una fase specifica del modello di accrescimento del nucleo, la teoria principale della formazione dei pianeti giganti.
Secondo l’analisi del team, il pianeta sta attualmente attraversando una breve ma critica fase di crescita, durante la quale accumula rapidamente gas dal disco circostante e costruisce la sua atmosfera.
“In un certo senso, stiamo osservando una versione molto più giovane di un sistema planetario come il nostro”, ha detto Lucas Cieza, coautore dello studio e professore all’Universidad Diego Portales.
“Poiché il nostro sistema solare ha miliardi di anni, possiamo solo ricostruire come si è formato. Sistemi come Elias 2-24 b ci permettono di studiare quel processo mentre è ancora in corso.”
Alice Zurlo, professoressa all’Universidad Diego Portales e una delle autrici dello studio, ha condotto la ricerca iniziale sul sistema nel 2018.
“Questo pianeta è una gemma rara, poiché attualmente sta attraversando una fase della sua evoluzione per la quale i modelli teorici faticano ancora a prevedere con affidabilità la sua massa, entropia e, di conseguenza, la luminosità attesa,” ha detto Zurlo.
“Questo sistema fornirà quindi intuizioni chiave una volta che saremo in grado di limitarne ulteriormente la massa dinamica, aiutandoci a perfezionare e ricalibrare i modelli evolutivi per pianeti giovani.”
Una ricerca durata un decennio e una scoperta nell’archivio
La scoperta è iniziata con osservazioni effettuate presso l’Osservatorio Keck nel 2018.
Quell’anno, Alice Zurlo, allora parte del team di ricerca che studiava stelle giovani con dischi protoplanetari strutturati, osservò Elias 2-24 con la Near Infrared Camera 2 (NIRC2) di Keck.
All’epoca, le osservazioni rivelarono un segnale debole, ma non abbastanza prove per identificarlo come un pianeta.
Anni dopo, Bernardi tornò ai dati tramite il Keck Observatory Archive (KOA), una partnership finanziata dalla NASA tra il Keck Observatory e il NASA Exoplanet Science Institute (NExScI) del Caltech/IPAC.
L’archivio ospita tutti i dati raccolti presso l’Osservatorio Keck, rendendoli disponibili per nuove ricerche scientifiche molto tempo dopo che le osservazioni erano state originariamente ottenute.
Rianalizzando le osservazioni del 2018 con nuove tecniche di elaborazione dati, Bernardi ha identificato un segnale coerente con la formazione di un pianeta.
Ulteriori osservazioni d’archivio Keck ottenute nel 2020, insieme ad osservazioni indipendenti dal VLT e a prove a supporto di ALMA, hanno contribuito a confermare la scoperta.
“Questo oggetto si trova proprio al limite di ciò che la tecnologia attuale può rilevare,” disse Cieza. “È stata la combinazione di osservazioni da più osservatori che ci ha permesso di mostrare che il pianeta è davvero lì.”
La scoperta evidenzia anche il valore scientifico di preservare le osservazioni astronomiche per i futuri ricercatori.
“I dati astronomici possono avere una durata notevolmente lunga”, ha detto John O’Meara, capo scienziato dell’Osservatorio Keck.
“Le osservazioni sono esistite per anni, ma nuove tecniche, modelli migliorati e uno sguardo fresco ai dati hanno rivelato qualcosa di straordinario. KOA permette agli scienziati di tornare a quelle osservazioni e porre nuove domande, a volte scoprendo scoperte che non erano possibili quando i dati sono stati raccolti per la prima volta.”
Il team di ricerca continua a studiare il pianeta e spera di ottenere spettroscopia e altre misurazioni che potrebbero rivelare di più sulla sua atmosfera, temperatura, massa e accumulazione in corso.
Per ora, Elias 2-24 b offre una rara opportunità di assistere a un pianeta gigante in formazione.
“Questo sistema è diventato un laboratorio per capire come si formano i pianeti,” disse Cieza. “Ogni nuova osservazione ci aiuta a mettere insieme uno dei puzzle più complessi dell’astrofisica moderna, l’origine di sistemi planetari come il nostro.”
