Kelt-9b: l’esopianeta estremo, molto più rovente e letale di moltissime stelle
Nel vasto e sorprendente catalogo dei mondi extrasolari scoperti negli ultimi decenni, gli astronomi si sono imbattuti in tipologie di pianeti che sfidano qualsiasi logica climatica e geofisica.
Se pensiamo a un gigante gassoso, la nostra mente immagina solitamente mondi freddi, tempestosi e distanti dalla propria stella madre, simili ai giganti del nostro Sistema Solare. Esistono tuttavia sistemi in cui le regole della fisica vengono spinte al limite estremo, dando vita a condizioni d’inferno cosmico.
Tra questi oggetti celesti, KELT-9b detiene un primato ineguagliabile: un esopianeta talmente rovente, energetico e bizzarro da essere capace di superare in temperatura la superficie di moltissime stelle dell’universo.
Situato a circa 670 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione del Cigno, KELT-9b rappresenta l’emblema dei cosiddetti “gioviani ultra-caldi”.
Questo pianeta non è soltanto un luogo ostile alla vita come la concepiamo, ma costituisce un vero e proprio laboratorio limite per l’astrofisica, dove le molecole atmosferiche si spezzano per il calore e il gas evapora costantemente nello spazio in una titanica cometa di materia.
KELT-9b, il gigante gassoso in un’orbita infernale
Per comprendere cosa renda KELT-9b un mondo così estremo, bisogna analizzare la sua strettissima e folle relazione con la stella attorno a cui orbita, denominata KELT-9 (o HD 195689).
Mentre la Terra impiega 365 giorni per completare un’orbita attorno al Sole a una distanza di circa 150 milioni di chilometri, KELT-9b orbita attorno alla sua stella madre a una distanza incredibilmente ravvicinata, completando un intero giro in appena un anno e mezzo terrestre — cioè in meno di 36 ore.
Questa vicinanza estrema significa che il pianeta si trova a una frazione minima della distanza che separa Mercurio dal Sole.
A causa di questa orbita strettissima, KELT-9b è bloccato in rotazione sincrona (blocco marezzato): ciò significa che rivolge perennemente la stessa faccia alla sua stella, creando un emisfero diurno perennemente infuocato e un emisfero notturno leggermente più “frescho”, spazzato da venti stratosferici ultrarapidi.
La stella attorno a cui orbita, inoltre, è tutt’altro che una tranquilla nana gialla come il nostro Sole. KELT-9 è una stella giovane, massiccia e caldissima di tipo spettrale A/B, con una temperatura superficiale che supera i 10.000 gradi Celsius — quasi il doppio del nostro Sole — e una violenta emissione di radiazione ultravioletta che bombarda costantemente il pianeta.
Più caldo di molte stelle: temperature da record atmosferico di KELT-9b
Il risultato di questa combinazione tra vicinanza orbitale e una stella madre incandescente è un riscaldamento planetario senza precedenti.
Sul lato diurno di KELT-9b, le temperature atmosferiche toccano picchi sbalorditivi che superano i 4.300 gradi Celsius ($4.600\text{ K}$), un valore che rende questo esopianeta più caldo del 80% delle stelle presenti nell’universo.
Per fare un paragone immediato, la superficie del Sole si ferma a circa 5.500 gradi Celsius: questo significa che KELT-9b è appena mille gradi più freddo della nostra stella, pur essendo un pianeta e non un corpo capace di innescare la fusione nucleare nel suo nucleo.
A temperature così estreme, la chimica dell’atmosfera planetaria cambia radicalmente rispetto a quella di qualsiasi altro gigante gassoso. Le molecole complesse, l’acqua, il metano e persino l’ammoniaca non possono esistere perché vengono istantaneamente disgregate dai fotoni energetici e dal calore implacabile, un processo noto come dissociazione termica.
Le osservazioni spettroscopiche condotte dai telescopi spaziali hanno dimostrato che nell’atmosfera diurna di KELT-9b abbondano metalli pesanti allo stato gassoso, tra cui ferro e titanio vaporizzati, che fluttuano liberamente tra le nubi incandescenti prima di essere spinti verso il lato notturno e condensarsi parzialmente.
Un mondo in costante dissoluzione: la cometa di idrogeno
Un’atmosfera così rovente e sottoposta a una radiazione ultravioletta così violenta non può rimanere confinata per sempre attorno al pianeta. La gravità di KELT-9b, pur essendo molto elevata (trattandosi di un gigante gassoso con una massa pari a circa 2,8 volte quella di Giove), fa fatica a trattenere i gas surriscaldati che si espandono a dismisura nella termosfera planetaria.
Di conseguenza, KELT-9b sta letteralmente evaporando nello spazio profondo. La radiazione stellare strappa via tonnellate di idrogeno al secondo dall’atmosfera del pianeta, creando un’immensa e luminosa nube gassosa che si estende per centinaia di migliaia di chilometri, trasformando KELT-9b in una sorta di gigantesca cometa gassosa con una doppia coda di materia in fuga.
Gli scienziati stimano che, a questo ritmo di perdita di massa, il pianeta stia consumando una frazione significativa del proprio inviluppo gassoso.
Tuttavia, data la sua immensa stazza iniziale, KELT-9b ha ancora davanti a sé milioni o miliardi di anni di esistenza prima di essere eventualmente ridotto a un nucleo roccioso o completamente dissoluto, offrendo agli astronomi un banco di prova eccezionale per studiare l’idrodinamica dei venti planetari estremi.
L’importanza scientifica di KELT-9b nello studio degli esopianeti
Scoperto nel 2017 grazie al progetto di ricerca terrestre KELT (Kilodegree Extremely Little Telescope) che utilizza piccoli telescopi automatizzati per rilevare i transiti planetari, questo mondo estremo ha aperto una nuova finestra sull’astronomia osservativa.
Studiare un corpo celeste così anomalo permette ai fisici di testare i limiti estremi dei modelli climatici e termodinamici. Le analisi spettroscopiche avanzate realizzate anche con il Telescopio Spaziale James Webb (JWST) ci consentono di esaminare la composizione chimica dettagliata di un’atmosfera planetaria a temperature superiori a quelle di molte nane brune e stelle di piccola massa.
In definitiva, KELT-9b ci ricorda quanto possa essere estrema e diversificata la natura nell’universo. Un mondo infernale dove il ferro bolle nei cieli, l’atmosfera si dissolve in una gigantesca scia di cometa e la temperatura supera quella di una stella comune, ridefinendo per sempre i confini di ciò che un pianeta può essere.
