È stato trovato un pianeta incredibilmente massiccio in orbita attorno a una piccola stella

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Gli astronomi stanno mettendo in dubbio le teorie sulla formazione dei pianeti dopo aver scoperto un esopianeta che tecnicamente non dovrebbe esistere.

Il pianeta, che ha circa la massa di Nettuno e più di 13 volte la massa della Terra, è stato scoperto in orbita attorno a una stella nana M ultra fredda chiamata LHS 3154, che è nove volte meno massiccia del nostro Sole. Una stella nana M è il tipo di stella più piccola e massiccia.

Secondo un nuovo studio, il pianeta, chiamato LHS 3154b, orbita strettamente attorno alla stella, completando un’orbita ogni 3,7 giorni terrestri, rendendolo il pianeta più massiccio conosciuto in orbita stretta attorno a una delle stelle di piccola massa più fredde dell’universo. Uno studio pubblicato giovedì sulla rivista Scienze. Questo sconvolge il modo in cui gli scienziati comprendono la formazione dei sistemi planetari.

“Questa scoperta dimostra quanto poco sappiamo dell’universo”, ha affermato in una nota il coautore dello studio Suvrath Mahadevan, professore di astronomia e astrofisica alla Penn State. “Non ci aspettavamo un pianeta così massiccio attorno a una stella di piccola massa”.

Forma a stella Dalle grandi nubi di gas e polvere, il materiale rimanente forma un disco attorno alla stella dove successivamente nascono i pianeti. La quantità di materiale all’interno dei dischi che circondano le stelle determina la massa dei pianeti che si formano attorno ad esse. Il materiale del disco dipende in gran parte dalla massa della stella.

Ad esempio, le piccole stelle nane di tipo M sono più comuni in tutta la Via Lattea e di solito orbitano attorno a piccoli pianeti rocciosi, piuttosto che a pianeti gassosi giganti.

“Non si prevede che il disco di formazione planetaria attorno alla stella di piccola massa LHS 3154 abbia abbastanza massa solida per formare questo pianeta”, ha detto Mahadevan. “Ma esiste, quindi ora dobbiamo riconsiderare la nostra comprensione di come si formano i pianeti e le stelle”.

Il pianeta orbita attorno a una stella a circa 51 anni luce dal Sole ed è stato scoperto utilizzando l’Habitable Zone Planet Finder, o HPF, montato sul telescopio Hobby-Eberly presso l’Osservatorio McDonald in Texas.

Un team di scienziati guidati da Mahadevan ha costruito l’HPF, progettato per rilevare i pianeti in orbita all’interno della zona abitabile delle stelle giovani e fredde. La zona abitabile è la distanza appropriata da una stella dove un pianeta è abbastanza caldo da sostenere la presenza di acqua liquida sulla sua superficie e possibilmente sostenere la vita.

La temperatura superficiale più bassa delle stelle giovani significa che i pianeti possono orbitare molto più da vicino e trattenere comunque elementi fragili come l’acqua sulla loro superficie. Mentre i pianeti orbitano vicino alle loro stelle, la forza gravitazionale tra i due oggetti crea un’oscillazione notevole che l’HPF può rilevare nella luce infrarossa.

“Pensalo come se una stella fosse un falò. Più il fuoco diventa freddo, più sei vicino a quel fuoco per stare al caldo”, ha detto Mahadevan. “Lo stesso vale per i pianeti. Se la stella è più fredda, il pianeta dovrà essere più vicino ad essa 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 leggerissimo cambiamento nel colore o nella luce degli spettri della stella mentre viene trascinata da un pianeta in orbita.

Sulla base di modelli e analisi, il gruppo di ricerca ritiene che il pianeta abbia un nucleo pesante che richiederebbe più materiale solido nel disco di formazione del pianeta rispetto a quello attorno alla stella, secondo la coautrice dello studio Megan Delamere, una studentessa laureata in astronomia. In Pennsylvania.

I ricercatori stimano che la quantità di polvere nel disco debba essere almeno dieci volte maggiore di quella che si trova normalmente nei dischi attorno alle stelle di piccola massa.

“Le nostre attuali teorie sulla formazione planetaria hanno difficoltà a spiegare ciò che vediamo”, ha detto Delamere in una nota. “Sulla base dell’attuale lavoro di indagine utilizzando l’HPF e altri strumenti, un oggetto come quello che abbiamo scoperto è probabilmente estremamente raro, quindi la sua scoperta è stata davvero emozionante”.

Sono stati trovati alcuni pianeti massicci in orbita attorno a stelle di piccola massa, come il nostro pianeta Il pianeta GJ 3512 b è stato scoperto nel 2019Ma i loro periodi orbitali sono molto più lunghi e i pianeti non orbitano così vicino alle loro stelle.

“Ciò che abbiamo scoperto fornisce un banco di prova estremo per tutte le teorie esistenti sulla formazione dei pianeti”, ha affermato Mahadevan. “Questo è esattamente ciò per cui abbiamo costruito l’HPF, scoprire come le stelle più comuni nella nostra galassia formano i pianeti – e trovare quei pianeti”.