Due studi indipendenti presentati al Meeting del 2025 dell’American Astronomical Society hanno approfondito il fenomeno della disintegrazione planetaria, un processo che interessa pianeti in orbite estremamente vicine alle loro stelle ospiti.
Grazie ai dati ottenuti dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e dal James Webb Space Telescope (JWST), i ricercatori hanno analizzato in dettaglio le caratteristiche orbitali e atmosferiche di due esopianeti in disfacimento: K2-22b e BD+05 4868 Ab. Entrambi gli oggetti mostrano segni evidenti di perdita di massa causata dall’intensa radiazione stellare, un fenomeno che genera strutture di polvere e gas in continua evoluzione.
Queste osservazioni rappresentano un passo avanti nell’analisi dei processi estremi che modellano i pianeti vicini alle loro stelle. La disintegrazione fornisce infatti una finestra diretta sulla composizione interna di pianeti rocciosi, permettendo di studiare materiali normalmente inaccessibili.
Le osservazioni di TESS e JWST sulla disintegrazione planetaria
Sia TESS che il James Webb sono progettati per monitorare la luminosità di migliaia di stelle, cercando diminuzioni regolari e minute che segnalano il passaggio di pianeti davanti alla loro stella ospite. Questo metodo, noto come fotometria di transito, è particolarmente utile per identificare pianeti a periodo ultra-corto (USP, Ultra Short Period), cioè pianeti che orbitano attorno alla loro stella in meno di 24 ore.
Tali oggetti si trovano così vicini alla stella che le temperature superficiali possono raggiungere livelli estremamente elevati, causando l’evaporazione di parte del materiale planetario. Questo processo porta alla formazione di code di polvere e gas, simili a quelle osservate attorno alle comete.
La combinazione di TESS, per individuare i transiti, e del JWST, per analizzare dettagliatamente lo spettro della luce emessa o assorbita, ha permesso di ottenere dati essenziali sulla composizione chimica e sull’evoluzione di questi pianeti.
Il pianeta K2-22b
Uno degli oggetti di studio è stato K2-22b, un pianeta scoperto inizialmente dalla missione Kepler. Questo pianeta orbita attorno alla sua stella in sole 9.1 ore, una delle orbite più brevi finora osservate, e presenta temperature superficiali di circa 2100 K, sufficienti a vaporizzare ferro e rocce.
Gli scienziati della Penn State University hanno utilizzato il Mid InfraRed Instrument (MIRI) del James Webb per osservare il pianeta durante i suoi transiti, rilevando un profilo di transito asimmetrico. Questo fenomeno suggerisce la presenza di una nube di polvere e gas che circonda il pianeta, formata dal materiale in evaporazione.
Ancora più interessante è stata la rilevazione di composti come il diossido di carbonio (CO₂) e l’ossido nitrico (NO), molecole più tipicamente associate a corpi ghiacciati che a pianeti rocciosi. Questo risultato solleva interrogativi sulla composizione iniziale di K2-22b e sui meccanismi chimico-fisici che hanno portato alla formazione di tali composti.
Il pianeta BD+05 4868 Ab
L’altro oggetto di studio, BD+05 4868 Ab, è stato identificato da un team del Massachusetts Institute of Technology (MIT) come il pianeta in disintegrazione più vicino e con il periodo orbitale più rapido conosciuto.
Questo pianeta, che orbita attorno alla sua stella ogni 30.5 ore, mostra lunghe code di polvere che si estendono per oltre 9 milioni di chilometri. La struttura di queste code è complessa: la coda principale è composta da particelle di dimensioni maggiori, mentre la coda secondaria contiene particelle più fini, entrambe prodotte dalla sublimazione del materiale superficiale sotto l’intenso calore stellare. La formazione di queste code, la loro distribuzione e la loro composizione chimica offrono preziosi dati sulla dinamica della disintegrazione planetaria.
L’analisi spettroscopica di BD+05 4868 Ab suggerisce che i materiali persi siano ricchi di silicati e composti metallici, elementi che offrono indizi sulla struttura interna del pianeta. Inoltre, l’estrema vicinanza del pianeta alla Terra, in termini astronomici, consente di osservare con grande precisione l’evoluzione del fenomeno, fornendo un banco di prova ideale per i modelli teorici sulla perdita di massa planetaria.
Implicazioni della disintegrazione e prospettive future
Le osservazioni di K2-22b e BD+05 4868 Ab rappresentano un’importante opportunità per studiare fenomeni che normalmente non sarebbero accessibili. La perdita di massa planetaria permette agli scienziati di analizzare direttamente il materiale espulso da questi corpi celesti, rivelando dettagli sulla loro composizione e sulla struttura interna.
Questi dati sono fondamentali per migliorare i modelli teorici sull’evoluzione planetaria, in particolare per i pianeti vicini a stelle attive. Inoltre, le informazioni raccolte possono avere implicazioni più ampie per la comprensione della formazione dei sistemi planetari e dell’interazione tra pianeti e ambiente stellare.
Le prossime osservazioni mireranno a studiare un numero maggiore di pianeti in disintegrazione, migliorando la comprensione dei processi di perdita di massa e dell’evoluzione dei materiali espulsi. Questi studi potrebbero fornire anche indizi utili a comprendere l’origine dei materiali che compongono i pianeti terrestri e i meccanismi che determinano la loro stabilità in condizioni estreme.
I due studi sono disponibili in versione pre-print qui:
- A Disintegrating Rocky Planet with Prominent Comet-like Tails Around a Bright Star, Hon et al. 2025
- A Disintegrating Rocky World Shrouded in Dust and Gas: Mid-IR Observations of K2-22b using JWST, Tusay et al. 2025
