L’autopsia di Webb della NASA sul pianeta inghiottito dalla stella suscita sorpresa

Le osservazioni del telescopio spaziale James Webb della NASA hanno fornito una sorprendente svolta 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 sia gonfiata fino a inglobare un pianeta, come precedentemente ipotizzato. Le osservazioni del telescopio Webb mostrano invece che l’orbita del pianeta si è ridotta nel tempo, avvicinandolo lentamente alla sua fine fino a quando non ne è stato completamente inghiottito.

“Dato che si tratta di un evento così inedito, non sapevamo bene cosa aspettarci quando abbiamo deciso di puntare il telescopio nella sua direzione”, ha affermato Ryan Lau, autore principale del nuovo articolo e astronomo presso l’NSF NOIRLab (National Science Foundation National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) di Tucson, in Arizona. “Grazie alla sua visione ad alta risoluzione nell’infrarosso, stiamo acquisendo preziose informazioni sul destino finale dei sistemi planetari, forse incluso il nostro”.

Due strumenti a bordo del Webb hanno condotto l’autopsia della scena: il MIRI (Mid-Infrared Instrument) e il NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) del Webb. I ricercatori sono stati in grado di giungere alle loro conclusioni utilizzando un approccio investigativo a due punte.

Immagine A: Illustrazione dell’inghiottimento planetario

Limitare il come

La stella al centro di questa scena si trova nella galassia della Via Lattea, a circa 12.000 anni luce 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. Questa indagine iniziale del 2023 ha portato i ricercatori a credere che la stella fosse più simile al Sole e che fosse in fase di invecchiamento in una gigante rossa per centinaia di migliaia di anni, espandendosi lentamente mentre esauriva il suo combustibile idrogeno.

Tuttavia, il MIRI di Webb ha raccontato una storia diversa. Grazie alla sua elevata sensibilità e risoluzione spaziale, Webb è stato in grado di misurare con precisione l’emissione nascosta della stella e delle sue immediate vicinanze, che si trovano in una regione di spazio molto affollata. I ricercatori hanno scoperto che la stella non era così luminosa come avrebbe dovuto essere se si fosse evoluta in una gigante rossa, il che indica che non vi era alcun rigonfiamento che avrebbe inghiottito il pianeta come si pensava in precedenza.

Ricostruzione della scena

I ricercatori suggeriscono che, a un certo punto, il pianeta avesse le dimensioni di Giove, ma orbitasse piuttosto vicino alla stella, persino più vicino dell’orbita di Mercurio attorno al nostro Sole. Nel corso di milioni di anni, il pianeta orbitò sempre più vicino alla stella, portando a conseguenze catastrofiche.

“Alla fine, il pianeta ha iniziato a sfiorare l’atmosfera della stella. Da quel momento in poi, è iniziato un processo di caduta incontrollata e più rapida”, ha affermato Morgan MacLeod, membro del team dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, Massachusetts. “Il pianeta, durante la caduta, ha iniziato a sfaldarsi attorno alla stella.”

Nel suo ammaraggio finale, il pianeta avrebbe espulso gas dagli strati esterni della stella. Espandendosi e raffreddandosi, gli elementi pesanti di questo gas si condensarono in polvere fredda nel corso dell’anno successivo.

Ispezionare gli avanzi

Mentre i ricercatori si aspettavano una nube in espansione di polvere più fredda attorno alla stella, un’occhiata con il potente NIRSpec ha rivelato un disco circumstellare caldo di gas molecolare più vicino. Inoltre, l’elevata risoluzione spettrale del telescopio Webb ha permesso di rilevare alcune molecole in questo disco di accrescimento, tra cui il monossido di carbonio.

“Con un telescopio così innovativo come Webb, era difficile per me avere aspettative su ciò che avremmo trovato nelle immediate vicinanze della stella”, ha affermato Colette Salyk del Vassar College di Poughkeepsie, New York, ricercatrice di esopianeti e coautrice del nuovo articolo. “Devo dire che non avrei potuto aspettarmi di vedere ciò che ha le caratteristiche di una regione di formazione planetaria, anche se qui non si formano pianeti, in seguito a un’immersione.”

La capacità di caratterizzare questo gas apre ulteriori interrogativi ai ricercatori su cosa sia realmente accaduto una volta che il pianeta è stato completamente inghiottito dalla stella.

“Questo è davvero il punto di arrivo dello studio di questi eventi. È l’unico che abbiamo osservato in azione, e questa è la migliore rilevazione delle conseguenze dopo che le cose si sono calmate”, ha detto Lau. “Speriamo che questo sia solo l’inizio del nostro campione.”

Queste osservazioni, effettuate nell’ambito del programma Guaranteed Time Observation 1240 , specificamente progettato per indagare una famiglia di misteriosi e improvvisi eventi di brillamento infrarosso, sono state tra i primi programmi Target of Opportunity condotti 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, pronta ad assistere a questi cambiamenti fugaci, per aiutarci a comprendere il funzionamento dell’universo.

I ricercatori prevedono di ampliare il loro campione e di identificare eventi futuri come questo utilizzando il futuro osservatorio Vera C. Rubin e il telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA, che esamineranno ripetutamente vaste aree del cielo per cercare cambiamenti nel tempo.

Le scoperte del team sono state pubblicate su The Astrophysical Journal .

Il telescopio spaziale James Webb è il principale osservatorio spaziale al mondo. Webb sta risolvendo i misteri del nostro sistema solare, guardando oltre, verso mondi lontani attorno ad altre stelle, e sondando le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, l’ESA (Agenzia Spaziale Europea) e la CSA (Agenzia Spaziale Canadese).

Per saperne di più su Webb, visita: https://science.nasa.gov/webb

Fonte: Nasa