Per gli scienziati è inspiegabile come un pianeta così grande si sia formato intorno ad una stella M, molto meno grande del Sole e cento volte meno luminosa.
Immaginiamo di essere un contadino alla ricerca di uova nel pollaio, ma invece di trovare un classico uovo di gallina ci troviamo di fronte un uovo di struzzo, molto più grande di qualsiasi cosa una gallina possa deporre. È quello che hanno un team di astronomi quando hanno individuato un pianeta enorme, più di 13 volte più pesante della Terra, intorno a una stella rossa fredda e fioca, nove volte meno massiccia del Sole della Terra. La stella più piccola, chiamata stella M, non solo è più piccola del Sole, ma è anche 100 volte meno luminosa. Una stella del genere non dovrebbe avere la quantità di materiale necessaria nel suo disco di formazione planetaria per far nascere un pianeta così massiccio, in teoria. Grazie ad un nuovo strumento realizzato dopo dieci anni di lavoro, gli esperti della Penn State sono riusciti a rilevare la luce proveniente da queste stelle fioche e fredde a lunghezze d’onda oltre la sensibilità dell’occhio umano – nel vicino infrarosso – dove stelle così fredde emettono la maggior parte della luce. Collegato al telescopio Hobby-Eberly da 10 metri nel Texas occidentale, lo strumento, soprannominato Habitable Zone Planet Finder, è in grado di misurare il sottile cambiamento nella velocità di una stella mentre un pianeta la attira gravitazionalmente. Questa tecnica, chiamata tecnica della velocità radiale Doppler, è l’ideale per rilevare gli esopianeti.
Trenta anni fa, le osservazioni Doppler della velocità radiale hanno permesso la scoperta di 51 Pegasi b, il primo esopianeta conosciuto in orbita attorno ad una stella simile al Sole. Nei decenni successivi, gli astronomi hanno migliorato questa tecnica. Queste misurazioni sempre più precise hanno un obiettivo importante: consentire la scoperta di pianeti rocciosi nelle zone abitabili, le regioni intorno alle stelle dove può essere mantenuta acqua liquida sulla superficie planetaria. La tecnica Doppler non ha ancora la capacità di scoprire pianeti con zone abitabili della massa della Terra attorno a stelle delle dimensioni del Sole. Ma le fredde e fioche stelle M mostrano una firma Doppler più grande per lo stesso pianeta delle dimensioni della Terra. La minore massa della stella fa sì che venga trascinata maggiormente dal pianeta in orbita. E la minore luminosità porta a una zona abitabile più vicina e a un’orbita più breve, il che rende anche il pianeta più facile da rilevare. I pianeti intorno a queste stelle più piccole erano i pianeti che il team ha progettato per scoprire con l’Habitable Zone Planet Finder. La nuova scoperta, pubblicata sulla rivista Science, di un enorme pianeta in orbita attorno alla fredda e fioca stella M LHS 3154 – l’uovo di struzzo nel pollaio – è stata una vera sorpresa.
I pianeti si formano in dischi composti da gas e polvere. Questi dischi uniscono i granelli di polvere che si trasformano in ciottoli e alla fine si combinano per formare un solido nucleo planetario. Una volta formato il nucleo, il pianeta può attirare gravitazionalmente la polvere solida, così come i gas circostanti come idrogeno ed elio. Ma per farlo con successo sono necessari molta massa e materiali. Questo modo di formare i pianeti è chiamato accrescimento del nucleo. Una stella di massa così bassa come LHS 3154, nove volte meno massiccia del Sole, dovrebbe avere un disco di formazione planetaria di massa altrettanto ridotta. Un tipico disco intorno a una stella di massa così bassa non dovrebbe semplicemente avere abbastanza materiali solidi o massa per essere in grado di creare un nucleo abbastanza pesante da creare un pianeta di queste dimensioni. Dalle simulazioni al computer condotte, gli esperti hanno concluso che un pianeta del genere necessita di un disco almeno 10 volte più massiccio di quanto generalmente ipotizzato dalle osservazioni dirette dei dischi che formano pianeti. Le fredde e fioche stelle M sono le più comuni nella nostra galassia. Gli astronomi sanno, dalle scoperte fatte con Habitable Zone Planet Finder e altri strumenti, che i pianeti giganti in orbite ravvicinate attorno alle stelle M più massicce risultano almeno 10 volte più rari di quelli attorno a stelle simili al Sole. E non conosciamo pianeti così massicci in orbite strette attorno alle stelle M meno massicce – fino alla scoperta di LHS 3154b. Comprendere come si formano i pianeti attorno ai nostri vicini più freddi ci aiuterà a capire sia come si formano i pianeti in generale, sia come si formano ed evolvono i mondi rocciosi attorno ai più numerosi tipi di stelle. Questa linea di ricerca potrebbe anche aiutare gli astronomi a capire se le stelle M sono in grado di ospitare la vita.
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