Si sta formando una eso-Luna attorno al pianeta gassoso CT Cha b: cosa ha osservato James Webb?
Con il passare degli anni, ma addirittura dei mesi, gli astronomi stanno andando verso osservazioni sempre più dettagliate. Dopo la scoperta degli esopianeti, i tempi sono ora maturi per la scoperta di esolune attorno a questi esopianeti.
Per la prima volta siamo riusciti a osservare le prime fasi di nascita di una esoluna, cioè di una luna attorno ad un pianeta extrasolare.
E’ un risultato rilevante poiché ci fornisce indicazioni su come sia avvenuto il processo di formazione delle lune del Sistema Solare, almeno di quelle più grandi come le lune galileiane di Giove (Io, Europa, Ganimede e Callisto) o la più grande di Saturno (Titano).
La formazione delle lune di un pianeta è un processo che ha luogo quasi contemporaneamente alla formazione del pianeta all’interno dello stesso disco stellare. Parliamo dei primi milioni di anni di vita di una stella, quando le polveri e i gas abbondantemente presenti nel disco stellare accrescono la massa della stella (precipitandovi sopra), ma forniscono materiale anche per la formazione di pianeti e delle loro lune.
Le lune del Sistema Solare
Nel nostro Sistema Solare, 6 pianeti possiedono un totale di oltre 400 lune. Tuttavia, mai abbiamo assistito al loro processo di formazione, essendo avvenuto nei primi milioni di anni di vita del Sistema Solare.
Pertanto, ci si è dovuti limitare a formulare ipotesi…non verificabili. Se le lune più grandi, come quelle appena menzionate, si sono formate con una processo di condensamento di polveri e gas e di successivo accrescimento, le lune più piccole si sono formate a seguito di urti con i pianeti (è il caso, ad esempio, della nostra Luna, secondo la teoria più accreditata) o catturate gravitazionalmente dai pianeti.
La potenzialità delle lune per ospitare forme di vita, rende particolarmente interessante la possibilità di studiarne la formazione in sistemi extrasolari.
La luna del pianeta gassoso CT Cha b
Finalmente, grazie alle osservazioni del telescopio spaziale James Webb, ci si è presentata l’opportunità, finora unica, di poter osservare una giovanissima stella, si chiama CT Cha nella costellazione del Camaleonte, nel cui disco è in corso la formazione di un pianeta gassoso, chiamato CT Cha b. L’aspetto che rende questo pianeta più interessante di tanti altri è che lo stesso pianeta è circondato da un suo disco planetario che in parte sta accrescendo la massa del pianeta, ma contemporaneamente sta formando una (eso)luna.
Grazie alla vicinanza di CT Cha alla Terra, a circa 625 anni luce, il telescopio James Webb è riuscito a risolvere il disco stellare, quindi ad osservare la morfologia e a studiare la composizione chimica nelle diverse regioni del disco.
"Stiamo osservando quale materiale si sta accumulando per costruire il pianeta e le lune", scrive l'autore principale, Gabriele Cugno dell'Università di Zurigo in Svizzera e membro del Centro nazionale di competenza per la ricerca PlanetS.
Nel disco del pianeta CT Cha b sono stati rivelati 7 diversi tipi di molecole contenenti carbonio, compresi acetilene (C2H2) e il benzene (C6H6). Questa composizione chimica ricca di carbonio è in netto contrasto con la chimica osservata nel disco attorno alla stella ospite, dove i ricercatori hanno trovato acqua ma nessun carbonio. La differenza tra i due dischi, il disco stellare e il disco planetario, offre la prova della loro rapida evoluzione chimica nell'arco di soli 2 milioni di anni, cioè l’età della stella.
Questi composti del carbonio sono il materiale con cui verosimilmente si formeranno i nuclei della o delle lune attorno a CT Cha b, per poi essere ricoperti da uno strato di ghiaccio d’acqua, così come osservato, ad esempio per le lune Ganimede e Callisto di Giove.
La spettroscopia del disco di CT Cha è stata ottenuta con lo strumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) a bordo del telescopio James Webb, mentre i risultati di questa ricerca sono stati recentissimamente pubblicati sulla rivista scientifica The Astrophysical Journal Letter.
Riferimento allo studio
“A Carbon-rich Disk Surrounding a Planetary-mass Companion” Gabriele Cugno and Sierra L. Grant 2025 ApJL 991 L46 DOI 10.3847/2041-8213/ae0290