A 32 anni luce dalla Terra c’è una nana rossa di nome AU Microscopii (AU Mic), che ospita uno dei sistemi planetari più giovani mai osservati. La stella ha meno di 100 milioni di anni, ma presenta già un esopianeta gassoso grande circa quattro volte la Terra a meno di 10 milioni di km dalla sua superficie, ovvero a 1/10 della distanza di Mercurio dal nostro Sole.
AU Mic b, così si chiama il pianeta, è stato scoperto nel 2020 dai telescopi spaziali Spitzer e TESS della NASA, grazie al metodo del transito. Quello di cui nessuno si era accorto era quanto l’esopianeta stesse cambiando, orbita dopo orbita, a causa della costante esposizione alla devastante radiazione della stella ospite.
L’ha osservato invece il telescopio spaziale Hubble di recente, che a distanza di un anno e mezzo soltanto ha registrato chiari segni di perdita atmosferica. AU Mic sta strappando via gli strati gassosi esterni dal pianeta che ospita, facendoli evaporare, e lo fa a un ritmo vertiginoso.
C’è qualcosa che non quadra?
Hubble ha osservato il sistema AU Mic il 2 luglio 2020 e il 19 ottobre 2021, durante due diversi transiti di AU Mic b. Sono state scattate sei diverse immagini scientifiche del transito per ciascuna data di osservazione, successivamente analizzate, pulite dalle incertezze di misura e processate.
Il risultato è sconcertante: durante la prima visita di Hubble, AU Mic b sembrava non perdere alcun materiale, mentre alla seconda osservazione, il pianeta mostrava già chiari segni di perdita dell’atmosfera. Keighley Rockcliffe, del Dartmouth College di Hanover, ha affermato:
Non abbiamo mai visto la fuga atmosferica passare da completamente non rilevabile a molto rilevabile in un periodo così breve quando un pianeta passa davanti alla sua stella. Ci aspettavamo davvero qualcosa di molto prevedibile, ripetibile. Ma si è rivelato strano. Quando l’ho visto per la prima volta, ho pensato ‘Non può essere giusto’.
I ricercatori stimano che la maggior parte del materiale gassoso in fuga si stia muovendo a decine di chilometri al secondo. Il tasso di perdita di massa dell’esopianeta a causa di questa evaporazione rapidissima sarebbe enorme, circa 100 volte maggiore rispetto a quello stimato da un precedente studio nel 2022 che non considerava questi dati di Hubble.
Segue un video che riassume questa ricerca. Credits: NASA GSFC, Paul Morris
Nane rosse che distruggono pianeti
Le nane rosse come AU Microscopii sono le stelle più abbondanti nella Via Lattea. Dovrebbero quindi ospitare la maggior parte dei pianeti della nostra Galassia. Tuttavia, sono caratterizzate da un’altissima attività stellare, che dura molto più a lungo rispetto a stelle come il nostro Sole. Radiazioni devastanti, esplosioni altamente energetiche e intensi campi magnetici aggrovigliati nell’atmosfera di queste stelle sono minacce reali e insuperabili per pianeti in orbita, soprattutto se questi sono molto vicini alla stella ospite come AU Mic b.
I flares delle nane rosse liberano enormi quantità di energia, da 100 a 1000 volte più energetiche di quelle che il nostro Sole rilascia nelle sue esplosioni. È uno spettacolo pirotecnico di venti torrenziali, bagliori e raggi X che fanno evaporare e infine distruggono qualsiasi pianeta in orbita vicino alla stella.
In queste condizioni, i pianeti che si formano entro i primi 100 milioni di anni dalla nascita della stella dovrebbero sperimentare la maggior quantità di fuga atmosferica. Processo che potrebbe finire per spogliare completamente un pianeta della sua atmosfera, sempre se poi esso riesca a sopravvivere alla sua feroce attività.
Possibili spiegazioni
I cambiamenti mai visti prima nel deflusso atmosferico che caratterizza AU Mic b possono indicare una variabilità rapida ed estrema nelle esplosioni della nana rossa ospite. C’è così tanta variabilità perché la stella ha molte linee di campo magnetico in movimento. Una possibile spiegazione per la mancanza di idrogeno rilevata da Hubble durante il secondo transito è che un potente bagliore stellare, sette ore prima del passaggio del telescopio, abbia fotoionizzato l’idrogeno in fuga, rendendolo cioè “trasparente” alla luce e quindi irrilevabile.
Un’altra spiegazione è che il vento stellare stesse modellando il deflusso planetario, rendendolo osservabile in alcuni momenti e non osservabile in altri momenti. Questo è previsto in alcuni modelli, ma sarebbe anche la prima prova osservativa che ciò accade e in misura così estrema.
Le osservazioni future con Hubble di più transiti AU Mic b dovrebbero offrire ulteriori indizi sulla strana variabilità della stella e del pianeta. E permetteranno di testare ulteriormente i modelli scientifici di fuga ed evoluzione atmosferica esoplanetaria. Perché non essendoci un simile esempio nel nostro Sistema Solare, l’unico modo per capire cosa accade in questi casi è studiare sistemi come quello di AU Mic.
Lo studio, accettato per la pubblicazione su The Astronomical Journal, è reperibile qui.
