Esiste un pianeta gigante, là fuori, che sta mettendo in crisi tutto quello che la scienza credeva di sapere sulla nascita dei mondi. Si chiama TOI-5205 b, ed è un esopianeta grande quanto Giove ma con caratteristiche talmente anomale da essersi guadagnato l’etichetta di “proibito”. Le nuove osservazioni del James Webb Space Telescope hanno rivelato che la sua atmosfera contiene meno elementi pesanti rispetto alla sua stessa stella ospite, un dato che va contro ogni modello teorico attualmente accettato sulla formazione dei pianeti giganti.
I risultati, pubblicati su The Astronomical Journal nell’aprile 2026, arrivano da un team internazionale guidato da Caleb Cañas del Goddard Space Flight Center della NASA, con contributi importanti di Shubham Kanodia della Carnegie Science e di altri ricercatori sparsi in mezzo mondo.
TOI-5205 b orbita attorno a una stella molto più piccola del Sole: parliamo di una nana rossa che è circa quattro volte le dimensioni di Giove e possiede solo il 40% della massa solare. Quando il pianeta transita davanti alla sua stella, ne blocca circa il 6% della luce. È proprio durante questi transiti che gli astronomi, scomponendo la luce stellare nelle sue componenti cromatiche grazie agli spettrografi, riescono a leggere la composizione chimica dell’atmosfera planetaria. E qui le sorprese non sono mancate.
Un’atmosfera che sfida le teorie
Dopo aver osservato tre transiti, il team si è trovato davanti a qualcosa di davvero inaspettato. L’atmosfera di TOI-5205 b presenta una quantità di elementi pesanti rispetto all’idrogeno significativamente inferiore a quella di Giove. E, cosa ancora più strana, la sua metallicità risulta più bassa di quella della stella attorno a cui orbita. Non si era mai visto niente del genere in un pianeta gigante studiato fino ad ora. I dati hanno anche rivelato la presenza di metano (CH4) e solfuro di idrogeno (H2S) nell’atmosfera del pianeta.
Per capire meglio cosa stesse succedendo, i ricercatori Simon Muller e Ravit Helled dell’Università di Zurigo hanno utilizzato modelli avanzati degli interni planetari. I risultati suggeriscono che il pianeta nel suo complesso è circa 100 volte più ricco di metalli di quanto la sua atmosfera lasci intendere. Come ha spiegato Kanodia, la metallicità osservata è molto più bassa di quanto i modelli prevedessero sulla base della composizione complessiva del pianeta, calcolata a partire dalle misure di massa e raggio. Questo fa pensare che gli elementi pesanti siano migrati verso l’interno durante la formazione, e che oggi interno e atmosfera non si stiano mescolando. Il risultato finale, secondo il ricercatore, indica un’atmosfera planetaria molto ricca di carbonio e povera di ossigeno.
La survey GEMS e il futuro delle osservazioni
Questo lavoro rientra nel progetto più ampio chiamato GEMS Survey (Giant Exoplanets around M dwarf Stars), dedicato allo studio dei pianeti giganti in transito attorno a stelle nane rosse. Kanodia, Cañas e Jessica Libby-Roberts dell’Università di Tampa stanno guidando il più grande programma del Ciclo 2 del JWST dedicato agli esopianeti, noto come Red Dwarfs and the Seven Giants. L’obiettivo è proprio quello di indagare mondi rari come TOI-5205 b per comprenderne la formazione, la struttura interna e le atmosfere.
Il team comprende anche gli astronomi della Carnegie Peter Gao, Johanna Teske e Nicole Wallack, insieme ad Anjali Piette, ora all’Università di Birmingham, e ricercatori provenienti da istituzioni come la Johns Hopkins University, il Caltech, la Penn State University e l’Università di Amsterdam, tra le altre.
Un aspetto tecnico interessante riguarda la correzione delle macchie stellari sulla stella ospite. Queste regioni scure e attive possono distorcere le osservazioni, rendendo più luminose alcune lunghezze d’onda e nascondendo parti del segnale atmosferico. Correggendo questi effetti, il team ha migliorato l’accuratezza delle misurazioni. Wallack e Kanodia stanno ora affinando questo approccio in un nuovo progetto del JWST focalizzato sullo stesso sistema, con l’obiettivo di rendere più affidabili gli studi futuri sui pianeti che orbitano attorno a stelle particolarmente attive.