A 25 anni luce dal nostro Sole si trova la stella Fomalhaut. Nel 2008, in base ai dati del telescopio spaziale Hubble è stato annunciata la scoperta di un esopianeta in orbita intorno a questa stella a cui è stato assegnato il nome di Fomalhaut b. Era un pianeta particolare, uno dei primi scoperti con l’osservazione diretta e non con il metodo del transito, come è stato fatto invece per il 90% dei pianeti extrasolari scoperti finora. Analizzando nuovamente le osservazioni di Hubble e integrandole con altre fatte nel 2014, gli astronomi dell’Università dell’Arizona hanno scoperto che quello non era un esopianeta, ma un enorme nube di detriti originatasi dallo scontro di due corpi ghiacciati.
Gli scontri planetari non sono una cosa nuova, sono all’origine della nostra Luna o delle molte lune di Urano ad esempio. Nonostante questo sono sicuramente degli eventi incredibilmente rari e averne osservato le prime dirette conseguenze è un risultato eccezionale. Quando nel 2004 Hubble iniziò ad osservare il sistema di Fomalhaut lo scontro fra i due pianeti era già avvenuto ma non troppo tempo prima.
“Eravamo nel posto giusto al momento giusto per assistere a un evento così improbabile con il telescopio spaziale Hubble della NASA”. Così ha dichiarato Andras Gaspar, assistente astronomo dello Steward Observatory dell’Università dell’Arizona e autore dello studio.
“Il sistema stellare Fomalhaut è il laboratorio di prova definitivo per tutte le nostre idee su come si evolvono gli esopianeti e i sistemi stellari. Abbiamo prove di tali collisioni in altri sistemi, ma nessuna di tali dimensioni è stata osservata nel nostro sistema solare. Questa scoperta rappresenta un modello di come i pianeti si distruggano a vicenda”, ha aggiunto George Rieke, Regents Professor of Astronomy at Steward Observatory.
Fomalhaut b era un esopianeta molto interessante.
Quando fu annunciata la scoperta di Fomalhaut b nel 2008, rappresentava un importante passo in avanti nello studio dei pianeti extrasolari. Uno dei metodi maggiormente usati per scoprire questi corpi è quello del metodo del transito. Si osserva una stella e se la sua luminosità subisce cali periodici è possibile che ci sia un pianeta nella sua orbita che la oscura parzialmente ogni volta che ci “passa davanti”. Così ad esempio è stato scoperto Kepler 1649c ad inizio Aprile 2020.
Fomalhaut b fu invece visto direttamente da Hubble. Il fatto che si fosse riusciti ad osservarlo direttamente era particolarmente strano. I pianeti hanno una loro luminosità, grazie alla luce che riflettono dalla loro stella. Di solito questa è però molto poca, non sufficiente per vederli direttamente. Un’altra particolarità di Fomalhaut b era che non aveva una nessuna traccia nell’infrarosso. Era cioè molto freddo. Anche questo è molto strano, considerando che la sua stella è abbastanza giovane, e tale dovrebbe essere anche il pianeta nella sua orbita.
In poche parole c’erano già alcune cose che non tornavano agli astronomi. Per spiegarsi questa strana luminosità gli astronomi avevano ipotizzato che il pianeta potesse avere un anello di detriti. Un po’ come quelli di Saturno, che riflettendo la luce aumentano la luminosità del sistema. Due indizi fanno una prova diceva Sherlock Holmes ma nella scienza due indizi spesso non bastano e quasi sempre non basta una prova sola.
La conferma che Fomalhaut b era qualcosa di diverso è arrivata solo nel 2014, quando Hubble è tornato ad osservare la stella. Quello che si pensava un esopianeta era sparito, o meglio, la sua luminosità era molto diminuita. Da queste osservazioni, dopo anni di studio e analisi è stato confermato che quel pianeta potrebbe non essere nemmeno mai esistito.
“Il nostro studio, che ha analizzato tutti i dati archiviati di Hubble disponibili su Fomalhaut. Abbiamo rivelato diverse caratteristiche che insieme dipingono un quadro secondo cui l’oggetto di dimensioni planetarie potrebbe non essere mai esistito.” Queste le parole di Gaspar.
Arriva la soluzione
Secondo lo studio di Gaspar e Rieke Fomalhaut b è una nube di detriti che si sta ancora espandendo e che ormai è sotto la soglia di rilevazione di Hubble. Tenendo conto dei dati, questa nuvole è un insieme di particelle delle dimensioni medie di circa 1 micron, equivalenti a 1/50 di un capello umano. Inoltre la loro densità è talmente bassa che questi frammenti sono sparsi in una zona più grande dell’orbita della Terra intorno al Sole.
Altra particolarità di questa nube di particelle è che a quanto pare non è in orbita intorno alla Stella ma si trova su una traiettoria di fuga. In poche parole sta abbandonando il suo sistema solare per disperdersi nello spazio interstellare.
Video dell’evoluzione di Fomalhaut b all’interno della nube di asteroidi della stella Fomalhaut. In basso a destra è rappresentata, l’espansione della nube a partire dal 2014. Credits: NASA, ESA, and A. Gáspár and G. Rieke (University of Arizona)
Secondo il modello presentato con questo studio, lo scontro che originato Fomalhaut b non era in realtà uno scontro planetario. I due corpi originali avrebbero dovuto essere di circa 200 Km di diametro, quindi degli asteroidi piuttosto grandi, ma troppo piccoli per essere dei pianeti. Come si vede dal video poco sopra, questa nube è situata poco all’interno di una fascia di asteroidi più grande, molto simile alla nube di Oort del nostro sistema solare.
Quest’ultimo aspetto, inserito nel modello di Gaspar e Rieke dimostra che eventi di questo tipo sono rari, ma non di certo come uno scontro planetario. Potrebbero infatti verificarsi una volta ogni 200 000 anni. L’osservazione di Hubble delle ultime conseguenze di questo scontro è uno dei risultati più sorprendenti e interessanti che il telescopio ci ha regalato durante la sua lunghissima vita scientifica. I due ricercatori hanno però già annunciato che durante il primo anni del James Webb Space Telescope uno dei suoi obiettivi sarà proprio il sistema Fomalhaut.
Fonte: Articolo scientifico: New HST data and modeling reveal a massive planetesimal collision around Fomalhaut