Tre pianeti enormi, ciascuno con una massa che fa sembrare Giove un peso piuma, stanno creando un bel grattacapo alla comunità scientifica. La scoperta arriva dal sistema stellare HR 8799, distante circa 130 anni luce dalla Terra, dove il James Webb Space Telescope ha analizzato nel dettaglio l’atmosfera di questi super-Giove restituendo dati che non tornano. E quando i dati non tornano, le teorie traballano.
Pianeti troppo grandi, troppo lontani dalla loro stella
Il sistema di HR 8799 è noto da tempo: ospita quattro pianeti giganti gassosi, ognuno con una massa compresa tra cinque e dieci volte quella di Giove. Il punto è che questi colossi orbitano a distanze enormi dalla loro stella madre, tra 15 e 70 unità astronomiche. Per avere un paragone, Giove si trova a poco più di 5 unità astronomiche dal Sole. Stiamo parlando di regioni dello spazio dove, secondo i modelli classici di formazione planetaria, non dovrebbe succedere granché. Il meccanismo tradizionale prevede che un nucleo solido cresca lentamente, accumulando materiale fino a diventare abbastanza massiccio da attirare enormi quantità di gas. Il problema? A quelle distanze il processo sarebbe troppo lento. Il disco protoplanetario, quella nube di gas e polveri da cui nascono i pianeti, si dissolve prima che il nucleo riesca a raggiungere dimensioni sufficienti. Eppure quei super-Giove sono lì, belli grossi, a sfidare le previsioni teoriche.
Cosa ha trovato il James Webb (e perché cambia tutto)
Per provare a capire come si siano formati questi mostri, un gruppo di ricercatori ha puntato lo strumento NIRSpec del James Webb Space Telescope sui tre pianeti più interni del sistema, osservando lunghezze d’onda comprese tra 3 e 5 micron. L’idea era piuttosto elegante: cercare tracce di zolfo nell’atmosfera. Lo zolfo è un elemento che tende a restare intrappolato nei grani solidi, quindi trovarlo in forma gassosa nell’atmosfera di un pianeta suggerirebbe che quel pianeta si è formato incorporando materiale solido, un po’ come è successo a Giove nel nostro Sistema Solare.
E lo zolfo l’hanno trovato, eccome. I dati mostrano chiare firme di solfuro di idrogeno nelle atmosfere di tutti e tre i pianeti, insieme a un arricchimento uniforme di elementi pesanti come carbonio, ossigeno e zolfo, in quantità superiori rispetto a quelle presenti nella stella HR 8799 stessa. Questo dettaglio è fondamentale: significa che i super-Giove hanno accumulato una proporzione anomala di materiale solido durante la loro formazione.
Un’efficienza che nessuno sa spiegare
Ed è qui che la faccenda si complica davvero. Un’efficienza di formazione così elevata, in regioni così remote del disco protoplanetario, non trova spiegazione nei modelli tradizionali. I numeri semplicemente non quadrano. I pianeti giganti del sistema HR 8799 sembrano essersi formati troppo in fretta e troppo bene per le condizioni in cui si trovano.
La comunità scientifica resta perplessa, perché nessuno dei meccanismi conosciuti riesce a giustificare contemporaneamente la posizione orbitale estrema e la composizione chimica rilevata dal James Webb. Questi super-Giove, insomma, esistono dove non dovrebbero esistere e sono fatti come non dovrebbero essere fatti. Una doppia anomalia che potrebbe costringere a ripensare una parte significativa di ciò che si credeva di sapere sulla nascita dei pianeti giganti.