Gli astronomi hanno fatto una scoperta rara: un piccolo e freddo esopianeta accompagnato da un compagno esterno significativamente più grande, fornendo nuove intuizioni su come si formano i pianeti simili alla Terra.
I risultati includono un pianeta con un raggio e una massa compresi tra quelli della Terra e di Nettuno, con un’orbita potenziale intorno alla sua stella di 146 giorni. Il sistema stellare contiene anche un compagno esterno, grande 100 volte la massa di Giove.
Questa è una scoperta rara, con esopianeti più piccoli e leggeri di Nettuno e Urano notoriamente difficili da rilevare, con solo pochi identificati fino ad oggi. Tali sistemi rari sono particolarmente interessanti per comprendere meglio la formazione e l’evoluzione planetaria; si pensa che siano un passo chiave per il rilevamento di pianeti simili alla Terra intorno alle stelle.
Il nuovo sistema planetario è stato scoperto intorno alla stella HD88986. Questa stella ha una temperatura simile a quella del Sole con un raggio leggermente più grande ed è abbastanza luminosa da essere vista da osservatori attenti in siti con cielo scuro in tutto il Regno Unito, come il Parco Nazionale di Bannau Brycheiniog (Brecon Beacons).
Questo studio, pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, è guidato da Neda Heidari, una ricercatrice post-dottorato iraniana presso l’Institut d’astrophysique de Paris (IAP). Nel Regno Unito, Thomas Wilson, un ricercatore senior presso l’Università di Warwick, ha co-diretto l’analisi dei dati satellitari, inclusa la ricerca di nuovi pianeti. Il team include anche ricercatori di altri 29 istituti di nove paesi, tra cui Svizzera, Cile e Stati Uniti.
Un esopianeta freddo simile a Nettuno
Il sistema planetario include un pianeta freddo più piccolo di Nettuno, un cosiddetto sub-Nettuno, HD88986b. Questo pianeta ha il periodo orbitale più lungo (146 giorni) tra gli esopianeti conosciuti più piccoli di Nettuno o Urano con misurazioni precise della massa.
Neda Heidari, IAP, ha spiegato: “La maggior parte dei pianeti che abbiamo scoperto e misurato per la loro massa e raggio hanno orbite brevi, tipicamente meno di 40 giorni. Per fornire un confronto con il nostro sistema solare, anche Mercurio, il pianeta più vicino al Sole, impiega 88 giorni per completare la sua orbita. Questa mancanza di rilevamento per i pianeti con orbite più lunghe pone sfide nella comprensione di come si formano ed evolvono i pianeti in altri sistemi e persino nel nostro sistema solare. HD88986b, con il suo periodo orbitale di 146 giorni, potenzialmente ha l’orbita più lunga conosciuta tra la popolazione di piccoli pianeti con misurazioni precise.”
HD88986b è stato rilevato utilizzando SOPHIE – uno spettrografo ad alta precisione (una macchina che analizza le lunghezze d’onda della luce proveniente dagli esopianeti) presso l’Osservatorio di Haute-Provence, in Francia. SOPHIE rileva e caratterizza gli esopianeti utilizzando il ‘metodo della velocità radiale’; misurando piccole variazioni di movimento della stella indotte dai pianeti che la orbitano.
Queste osservazioni hanno rivelato il pianeta e hanno permesso al team di stimare la sua massa a circa 17 volte quella della Terra.
Osservazioni complementari ottenute con il telescopio spaziale Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA e il telescopio spaziale CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS) dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) indicano che il pianeta probabilmente “transita” davanti alla sua stella ospite. Questo si verifica quando la sua orbita passa sulla linea di vista tra la Terra e la stella, occultando parzialmente la stella - causando una diminuzione della sua luminosità che può essere osservata e quantificata.
Queste osservazioni di entrambi i satelliti hanno permesso al team di stimare direttamente il diametro del pianeta come circa il doppio di quello della Terra. I risultati dello studio si basano su oltre 25 anni di osservazioni, che includono anche dati dal satellite Gaia dell’ESA e dal Telescopio Keck alle Hawaii.
Inoltre, con una temperatura atmosferica di soli 190 gradi Celsius, HD88986b offre una rara opportunità per studiare la composizione delle cosiddette atmosfere “fredde”, poiché la maggior parte delle atmosfere rilevate per gli esopianeti sono al di sopra dei 1.000 gradi Celsius.
A causa dell’ampia orbita del sub-Nettuno HD88986b (grande quanto il 60% della distanza Terra-Sole), HD88986b probabilmente ha subito rare interazioni con altri pianeti che potrebbero esistere nel sistema planetario e una debole perdita di massa dalla forte radiazione ultravioletta della stella centrale. Potrebbe quindi aver mantenuto la sua composizione chimica originale, consentendo agli scienziati di esplorare gli scenari possibili per la formazione e l’evoluzione di questo sistema planetario.
Thomas Wilson, Dipartimento di Fisica, Università di Warwick, ha detto: ”HD88986b è essenzialmente un Nettuno in scala ridotta, tra le orbite di Mercurio e Venere. Diventa uno degli esopianeti freddi e piccoli meglio studiati, aprendo la strada allo studio della sua atmosfera per comprendere la somiglianza con il nostro pianeta Terra. Orbita anche intorno a una stella con una temperatura simile a quella del Sole, rendendolo un precursore dei pianeti simili alla Terra che saranno scoperti dal telescopio spaziale PLATO, in cui Warwick svolge un ruolo di primo piano.”
Un secondo compagno esterno
Gli astronomi hanno anche rivelato un secondo compagno esterno intorno alla stella centrale. Questo esopianeta è particolarmente massiccio (più di 100 volte la massa di Giove) e la sua orbita ha un periodo di diversi decenni. Ulteriori osservazioni sono necessarie per comprendere la sua natura e determinare meglio le sue proprietà.
Thomas Wilson ha aggiunto: “Abbiamo raccolto dati da telescopi puntati su HD88986 per oltre 25 anni, rendendo questo uno dei sistemi esoplanetari più studiati a lungo termine. Questa ricchezza di dati ha rivelato un secondo compagno esterno più massiccio di Giove che potrebbe essere stato importante per la formazione del pianeta simile a Nettuno in modo simile a Giove nel nostro Sistema Solare.”
