Scoperto un pianeta grande come Saturno che vaga senza una stella

Non orbita attorno a nulla e attraversa la Via Lattea in solitudine: così il microlensing ha svelato uno dei pianeti più enigmatici mai osservati

Nel cuore oscuro della nostra Via Lattea, a circa diecimila anni luce dal centro, è stato scoperto un oggetto che mette in crisi molte nostre certezze astronomiche. Non stiamo parlando di una stella né di una nana bruna, ma di un pianeta errante, un pianeta senza stella madre, con una massa simile a quella di Saturno. Questo mondo solitario non orbita attorno a una stella, ma vaga liberamente nel vuoto, in contrasto con tutto ciò che comunemente definiamo un sistema planetario.

Scoprire un pianeta così è complicato: non si illumina da una stella vicina e non mostra transiti o variazioni prevedibili. La sua massa e distanza sono state determinate sfruttando un fenomeno chiamato microlensing gravitazionale. Quando un oggetto massiccio passa davanti a una stella lontana, la sua gravità può “piegare” e amplificare la luce della stella di fondo, creando un picco di luminosità osservabile da noi.

In questo caso, l’evento di microlensing è stato osservato sia da telescopi a terra sia dallo spazio, con Gaia – ora ritirato – che ha fornito dati fondamentali. La differenza nei tempi di arrivo della luce tra Terra e satellite ha permesso agli scienziati di calcolare la parallasse dell’oggetto, e quindi stimarne la massa con precisione: circa il 22% della massa di Giove, simile a quella di Saturno.

Questa è stata una prima assoluta: mai prima d’ora si era misurata la massa di un pianeta vagabondo con così tanta accuratezza. In passato gli scienziati avevano individuato pianeti erranti, ma senza poterne determinare la massa con certezza assoluta.

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Microlensing: lente gravitazionale e dati da terra e spazio

La tecnica di microlensing gravitazionale è un principio astrofisico straordinario. Quando un oggetto massiccio si interpone tra noi e una stella lontana, la sua gravità può deformare lo spazio-tempo e agire come una lente, amplificando brevemente la luce della stella. Questo effetto fornisce informazioni sul masso che passa, anche se esso non emette luce propria.

Osservazioni combinate: il trucco vincente

In questo caso, è stato fondamentale avere osservazioni simultanee da terra e dallo spazio. L’evento fu infatti catturato da collaborazioni come il Korea Microlensing Telescope Network e l’Optical Gravitational Lensing Experiment, mentre Gaia osservava lo stesso fenomeno da una prospettiva diversa nello spazio. La differenza nei tempi di arrivo della luce tra le due linee di vista ha sbloccato la possibilità di stimare massa e distanza di questo pianeta vagante.

Come nascono i pianeti ‘canaglia’

La nascita di un pianeta che poi si ritrova a vagare libero nell’universo è un vero rompicapo. Secondo numerose teorie, pianeti come questo potrebbero essersi formati all’interno di un sistema planetario, come succede nel nostro Sistema Solare, e poi essere espulsi in seguito a interazioni gravitazionali violente.

Una possibilità è che interazioni con altri pianeti o con una coppia di stelle – un sistema binario – lo abbiano catapultato fuori dalla sua orbita originaria, liberandolo nella vastità galattica. Pianeti attorno a sistemi binari sono maggiormente soggetti a instabilità gravitazionali che possono spingerli fuori.

In effetti, la sua velocità relativamente alta rispetto alle stelle vicine al centro galattico sostiene l’ipotesi di un’espulsione dinamica piuttosto che una formazione isolata, come accade per le nane brune.

Oltre la scoperta: il futuro dei pianeti vaganti

La comunità astronomica conosce solo una manciata di pianeti vagabondi identificati fino ad oggi, proprio perché la loro scoperta è estremamente difficile. Le tecniche convenzionali di ricerca di esopianeti – come la misurazione dei transiti o delle velocità radiali delle stelle – semplicemente non funzionano su questi oggetti.

Si attende con grande attesa il lancio del Nancy Grace Roman Space Telescope della NASA: grazie al suo Galactic Bulge Time Domain Survey, gli scienziati sperano di rilevare migliaia di nuovi pianeti vaganti utilizzando proprio il microlensing gravitazionale. Sarà una vera rivoluzione nella nostra comprensione della popolazione di pianeti solitari nella nostra galassia.

Questa tecnica potrebbe finalmente rispondere a domande cruciali: quanti pianeti vaganti esistono? Come si sono formati? Sono semplicemente espulsi dai loro sistemi oppure nascono isolati? Solo con nuovi strumenti avanzati e osservazioni sistematiche potremo avvicinarci a una risposta.

A cura della Redazione GTNews

Link utili:
A free-floating-planet microlensing event caused by a Saturn-mass object | Science