Una giovanissima e irrequieta stella sta facendo letteralmente evaporare il suo baby pianeta, bombardandolo di raggi X

Scoperto un giovanissimo pianeta, TOI 1227 b, così vicino alla sua stella da essere da questa lievitato e rapidamente “evaporato” a causa dei raggi X emessi dalla stessa stella.

E' stato scoperto un pianeta extrasolare così vicino alla sua stella che i venti e l’intensa radiazione X emessi da questa lo stanno “evaporando” strappandone rapidamente via l’atmosfera e non solo.

Il pianeta extrasolare TOI 1227 b occupa un posto di rilievo tra i quasi 6000 pianeti ad oggi scoperti e confermati.

Oltre ad essere il secondo più giovane pianeta transitante tra quelli ad oggi conosciuti, sta vivendo il dramma di essere “cotto” ed “evaporato” dalla sua stessa stella a ritmi elevatissimi. Ma in che senso “cotto” ed “evaporato”?

Questo pianeta ha la sfortuna di essere nato o di essere migrato ad una brevissima distanza dalla sua stella, pari a un quinto della distanza tra Sole e Mercurio. Sebbene questa stella sia relativamente fredda, tuttavia ha un’abbondante emissione di radiazione X.

Ne segue che a causa della piccola distanza dalla stella, l’atmosfera di questo pianeta viene surriscaldata (“cotta”) e strappata via (“evaporata”) dagli intensi raggi X e dal vento stellare.

Ma andiamo un po’ più in dettaglio su questa scoperta.

Scoperta l’esistenza di un esopianeta che si fa?

La scoperta di un esopianeta è solo l’inizio di una lunga e complessa attività osservativa e teorica da parte degli astronomi finalizzata a capire esattamente come è fatto il pianeta scoperto.

Il caso di TOI 1227 b offre un buon esempio di tale processo.

La stella TOI 1227 è stata osservata dal telescopio spaziale TESS insieme a circa un milione di altre stelle alla ricerca di esopianeti con la tecnica dei transiti. Analizzando i dati raccolti da TESS, nel 2022 un gruppo di ricerca guidato da Andrew W. Mann della University of North Carolina ha scoperto la presenza di un pianeta, chiamato TOI 1227 b, che le orbita attorno con un periodo di 28 giorni. Transitando davanti al disco, il pianeta produce delle eclissi che ne hanno appunto svelato l’esistenza.

A questo punto, per capire che tipo di pianeta fosse, è iniziata un’attività osservativa finalizzata a caratterizzare sia la stella sia il pianeta.

La stella TOI 1227 è risultata essere una nana rossa, molto più fredda (con temperatura superficiale di circa 3000 K) e molto meno massiccia (con circa 1 decimo della massa solare) rispetto al Sole. Essa ruota attorno a sé stessa con un periodo di circa 1.6 giorni.

X ray — In maniera simile al Sole (in figura) la stella TOI 1227 emette dalla sua corona abbondante radiazione X la cui energia riscalda e fa evaporare l'atmosfera del suo pianeta TOI 1227 b. Credit: NASA

Una proprietà importantissima per poter caratterizzare il pianeta è l’età. Si determina l’età della stella e si presume che coincida con quella del pianeta (essendosi formati quasi contemporaneamente). Per misurare l’età sono state usate più tecniche, quali ad esempio il moto della stella all’interno della galassia o il confronto della sua luminosità e temperatura con i modelli di evoluzione delle stelle o l’abbondanza di Litio (elemento la cui abbondanza varia con l’età).

Ne è risultata un’età di circa 8 milioni di anni che fanno di TOI 1227 b il secondo più giovane pianeta transitante finora noto.

Ma l’aspetto più interessante sulla natura di TOI 1227 è l’abbondanza di radiazione X emessa da questa stella. Un altro gruppo di ricerca guidato da Attila Varga del Rochester Institute of Technology (NY, USA) ha provato ad osservare questa stella usando il telescopio a raggi X Chandra e queste osservazioni hanno rivelato TOI 1227 essere in forte emettitore di raggi X.

Cosa ha di peculiare TOI 1227 b

Ci troviamo di fronte ad un pianeta che avendo avuto la sfortuna di trovarsi vicinissimo alla sua stella (ad una distanza pari ad un quinto della distanza tra Mercurio e Sole) è letteralmente cotto dalla radiazione emessa dalla sua stella.

Transits — Un esempio di due dei 9 transiti (con diminuzione della luminosità della stella) osservati dal telescopio TESS e che hanno svelato l'esistenza del pianeta TOI 1227 b. Credit: Andrew W. Mann et al 2022 AJ 163 156

Una prima conseguenza di questa radiazione è che la sua atmosfera è notevolmente espansa (come fosse "lievitata"). Il pianeta appartiene alla tipologia dei sub-nettuniani, quindi con una massa inferiore a quella di Nettuno, ma con un’atmosfera molto espansa. Questi pianeti con un'atmosfera più espansa del solito vengono chiamati pianeti puff o super-puff.

Le particelle che costituiscono questa atmosfera espansa, avendo parecchia energia ricevuta dai raggi X della stella, riescono facilmente a sfuggire alla gravità del pianeta. A facilitare la fuga si aggiunge la pressione della radiazione emessa dalla stella ed i venti soffiati da questa.

Ne risulta che la stella TOI 1227 sta facendo evaporare l’atmosfera di TOI 1227 b a ritmi elevatissimi. Si stima che ogni 200 anni questo pianeta perda una quantità di atmosfera pari all’intera atmosfera terrestre e che tra un miliardo di anni avrà perso una quantità di atmosfera pari a due volte l’intera massa della Terra.

L’ambiente in cui si trova TOI1227 b è assolutamente ostile e ben lontano da quella che possa essere la fascia di abitabilità della sua stella.

Ulteriori studi permetteranno di conoscere a quale fine andrà incontro questo pianeta.

Riferimenti allo studio

"TESS Hunt for Young and Maturing Exoplanets (THYME). VI. An 11Myr Giant Planet Transiting a Very-low-mass Star in Lower Centaurus Crux" Andrew W. Mann et al 2022 AJ 163 156 DOI 10.3847/1538-3881/ac511d

"The Age and High Energy Environment of the Very Young Transiting Exoplanet TOI 1227b" Varga A. et al. 2025, https://doi.org/10.48550/arXiv.2506.04440