Due pianeti giganti, grandi quasi quanto Giove, possono essere più leggeri dello zucchero filato? La risposta è sì, almeno secondo una delle scoperte astronomiche più curiose degli ultimi anni. I protagonisti si chiamano TOI-791 b e TOI-791 c e orbitano intorno a una stella simile al Sole, denominata TOI-791, a circa 1.113 anni luce dalla Terra, nella costellazione australe del Pesce Volante.
La loro particolarità non è la dimensione. Nell’universo sono già noti pianeti enormi, gassosi, caldi, freddi, vicini o lontanissimi dalla propria stella. La stranezza sta nella densità: TOI-791 b ha una densità media di circa 0,038 grammi per centimetro cubo, mentre TOI-791 c arriva a circa 0,047 grammi per centimetro cubo. Per confronto, Giove ha una densità media di circa 1,33 grammi per centimetro cubo e la Terra arriva a circa 5,5. Lo zucchero filato, usato spesso come paragone intuitivo, ha una densità intorno a 0,05 grammi per centimetro cubo.
Questi numeri spiegano perché gli astronomi li definiscono “super-puff”, cioè pianeti estremamente gonfi e rarefatti. Non bisogna immaginarli come superfici morbide su cui atterrare: sono giganti gassosi, composti con ogni probabilità da ampie atmosfere di idrogeno ed elio, con una massa sorprendentemente bassa rispetto al volume occupato. TOI-791 b ha quasi le dimensioni di Giove, ma contiene appena il 3% della sua massa. TOI-791 c è persino più grande di Giove, ma raggiunge solo il 5,9% della massa gioviana.
La scoperta è importante perché i pianeti di questo tipo sono rari. Tra migliaia di esopianeti confermati, i super-puff rappresentano una piccola minoranza. Trovarne due nello stesso sistema rende TOI-791 un laboratorio naturale per capire come possano formarsi corpi celesti così voluminosi e, allo stesso tempo, così leggeri.
Che cosa sono i pianeti super-puff?
I pianeti super-puff sono corpi extrasolari con raggi molto grandi e densità estremamente basse. In pratica, occupano tanto spazio ma contengono relativamente poca massa. Questa combinazione li rende difficili da spiegare con i modelli tradizionali di formazione planetaria.
Nel caso di TOI-791 b e TOI-791 c, il confronto con Giove è particolarmente efficace. I due mondi hanno dimensioni paragonabili al gigante del Sistema solare, ma sono da 28 a 35 volte meno densi. È una differenza enorme: significa che la loro struttura deve essere dominata da involucri atmosferici molto estesi, probabilmente sostenuti da nuclei più piccoli e meno massicci.
Come sono stati scoperti?
La scoperta è arrivata grazie al metodo dei transiti. Il telescopio spaziale TESS della NASA osserva la luminosità delle stelle e registra eventuali cali periodici. Quando un pianeta passa davanti alla propria stella, visto dalla Terra, blocca una piccola parte della luce. Questo calo permette di stimare la dimensione del pianeta.
Nel sistema TOI-791, TESS ha raccolto 1.122 giorni di dati distribuiti su sette anni. È un dettaglio decisivo, perché questi pianeti hanno orbite lunghe: TOI-791 b impiega circa 139 giorni per completare un giro intorno alla stella, mentre TOI-791 c ne impiega circa 232. Per confermare oggetti con periodi così estesi servono osservazioni ripetute e molto pazienti.
Perché sono così leggeri?
La spiegazione più probabile è che abbiano enormi atmosfere di idrogeno ed elio. Gli astronomi ipotizzano che pianeti di questo tipo possano formarsi nelle regioni fredde e lontane del disco di gas e polveri che circonda una giovane stella. In quell’ambiente, un nucleo solido può accumulare gas in grandi quantità prima che il sistema si stabilizzi.
La domanda aperta riguarda la sopravvivenza di atmosfere tanto estese. Un pianeta con gravità relativamente debole potrebbe perdere gas nello spazio nel corso del tempo, soprattutto se esposto alla radiazione della stella. Capire perché TOI-791 b e TOI-791 c siano ancora così gonfi aiuta a perfezionare le teorie sull’evoluzione dei giganti gassosi.
Che cosa rende speciale il sistema TOI-791?
TOI-791 è speciale perché ospita due pianeti super-puff nello stesso sistema. Gli studiosi ritengono che siano “fratelli” planetari, nati dallo stesso disco primordiale di gas e polveri. Questo consente un confronto diretto tra due oggetti formatisi nello stesso ambiente, ma con caratteristiche leggermente diverse.
C’è poi un secondo elemento curioso: i due pianeti sono legati da una relazione orbitale chiamata risonanza 5:3. Significa che, mentre il pianeta più interno compie cinque orbite, quello più esterno ne completa quasi esattamente tre. Questa danza gravitazionale produce piccole variazioni nei tempi di transito e permette agli astronomi di stimare meglio le masse.
Sono pianeti abitabili?
No, TOI-791 b e TOI-791 c non sono candidati realistici per la vita come la conosciamo. Sono giganti gassosi, privi di una superficie solida simile a quella terrestre, e si trovano a oltre mille anni luce da noi. La loro importanza non riguarda l’abitabilità, ma la fisica planetaria.
Studiare questi oggetti serve a rispondere a una domanda più ampia: quanti modi esistono per costruire un pianeta? Il Sistema solare offre esempi familiari, ma gli esopianeti hanno mostrato una varietà molto più ampia. Super-Terre, mini-Nettuni, gioviani caldi e super-puff dimostrano che la formazione planetaria può produrre architetture inattese.
Che cosa potranno rivelare le prossime osservazioni?
Le prossime osservazioni potrebbero chiarire la composizione delle atmosfere. Strumenti come il telescopio spaziale James Webb possono analizzare la luce stellare filtrata attraverso gli involucri gassosi durante i transiti. Da questi dati si possono cercare tracce di elementi e molecole contenenti carbonio, azoto e ossigeno.
Capire la chimica atmosferica permetterebbe di ricostruire dove si sono formati i due pianeti e come sono migrati fino alle orbite attuali. È una delle ragioni per cui TOI-791 b e TOI-791 c sono considerati oggetti di grande valore scientifico. Sembrano fragili come nuvole, ma possono raccontare una parte concreta della storia dei sistemi planetari.
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