Stelle e pianeti sono legati da una relazione gravitazionale che, nella maggior parte dei casi, li mantiene uniti in sistemi solari ordinati. Ma non sempre va così: alcuni pianeti finiscono per allontanarsi troppo dalla propria stella o avvicinarsi pericolosamente, con esiti spesso catastrofici. È in queste eccezioni che gli astronomi trovano indizi preziosi per comprendere l'evoluzione degli esopianeti, ossia i pianeti che ruotano attorno ad altre stelle.
Negli ultimi anni, l'esplorazione oltre il Sistema Solare ha rivoluzionato la nostra visione del cosmo: con circa 6.000 esopianeti scoperti finora, abbiamo capito che il nostro sistema planetario non è rappresentativo. Esistono mondi con caratteristiche e orbite che sfidano i nostri modelli. Uno di questi è TOI-1227b.. Un giovane gigante in crisi. Scoperto nel 2022 grazie ai dati del satellite TESS della NASA, TOI-1227b è un gigante gassoso delle dimensioni di Giove ma con una massa pari solo al 20% di quella del nostro. Orbita attorno a una nana rossa (una piccola stella relativamente fredda e poco luminosa, che brucia lentamente l'idrogeno e può vivere per miliardi di anni) — tecnicamente una stella di tipo M — a circa 330 anni luce dalla Terra.
Ma non è la sua struttura a incuriosire gli scienziati, bensì la sua età: solo otto milioni di anni. Un neonato cosmico, il secondo esopianeta più giovane mai osservato in transito davanti alla propria stella. Purtroppo, questo giovane pianeta sta affrontando una crisi esistenziale. La sua orbita estremamente ravvicinata — solo un quinto della distanza tra Mercurio e il Sole — lo espone a una dose letale di radiazioni. Le nane M, infatti, sono note per il loro comportamento irrequieto: a causa della loro natura completamente convettiva, generano potenti campi magnetici e brillamenti che rilasciano intensi raggi X.. Una stella "killer". «L'atmosfera del pianeta semplicemente non riesce a sopportare l'elevata dose di raggi X che riceve dalla sua stella», ha dichiarato Attila Varga, autore principale dello studio in via di pubblicazione su The Astrophysical Journal e già disponibile su arXiv.org.
Le osservazioni condotte dal team, comprendenti spettroscopia ottica e imaging a raggi X, hanno confermato che TOI-1227b sta perdendo massa atmosferica a un ritmo impressionante: circa un milione di tonnellate al secondo, ovvero due atmosfere terrestri ogni due secoli. Se la situazione non cambia, in un miliardo di anni il pianeta potrebbe perdere completamente la propria atmosfera.. Come sparisce un pianeta. Il processo di erosione atmosferica in atto su TOI-1227b è legato a diversi meccanismi innescati dai raggi X. Le molecole colpite vengono ionizzate e riscaldate, aumentando la temperatura dell'atmosfera fino a migliaia di gradi. L'atmosfera si espande e, raggiungendo una certa soglia, può iniziare a sfuggire alla gravità del pianeta. Inoltre, i raggi X possono spezzare molecole come l'acqua, liberando idrogeno che, essendo leggero, si disperde facilmente nello spazio. Anche il vento stellare gioca un ruolo: riscaldato dalla radiazione, acquista energia sufficiente per contribuire alla dispersione dell'atmosfera.
«Un aspetto cruciale per comprendere i pianeti extrasolari è considerare l'effetto delle radiazioni ad alta energia, come i raggi X», sottolinea Joel Kastner, coautore dello studio. «Riteniamo che TOI-1227b sia un pianeta 'gonfio' proprio a causa dell'assalto continuo della sua stella».. Evoluzione planetaria. TOI-1227b rappresenta un banco di prova unico per comprendere come le atmosfere planetarie si formino e si distruggano. Il suo futuro appare incerto: secondo Alexander Binks, coautore dell'Università di Tubinga, il pianeta potrebbe ridursi a un decimo delle sue dimensioni attuali, perdendo oltre il 10% della sua massa — anche se queste stime dipendono da variabili ancora poco note, come la massa effettiva del pianeta.. Fotoevaporazione. Il caso di TOI-1227b è particolarmente rilevante anche per un altro motivo: potrebbe aiutare a spiegare una misteriosa "lacuna" nella distribuzione degli esopianeti. Osservazioni precedenti hanno infatti mostrato che i pianeti con raggi compresi tra 1,5 e 2 volte quello terrestre sono insolitamente rari. Una delle ipotesi è che la fotoevaporazione, come quella in atto su TOI-1227b, giochi un ruolo decisivo nel ridimensionamento di questi corpi celesti.
«Il sistema TOI-1227 è un punto di riferimento fondamentale per capire le primissime fasi dell'evoluzione planetaria attorno a stelle di piccola massa», concludono i ricercatori. «Serviranno osservazioni successive di controllo, sia spettroscopiche (analizzano la luce emessa o assorbita da un oggetto per identificarne composizione chimica, temperatura, velocità e movimenti), sia fotometriche (misurano la luminosità di un oggetto celeste nel tempo o in diverse lunghezze d'onda), per affinare la nostra comprensione della sua massa e dei tassi di perdita atmosferica»..
