Scoperto un raro sistema stellare con sei esopianeti con un’architettura immutata da miliardi di anni.
Pianeta extrasolare – foto illustrativa. Credito immagine: Pixabay (licenza gratuita Pixabay)
La stella HD110067, che si trova a 100 anni luce di distanza nella costellazione settentrionale della Chioma di Berenice, lascia perplessi i ricercatori da anni. Ora gli scienziati, compresi quelli dell’Università di Warwick, hanno rivelato la vera architettura di questo insolito sistema utilizzando i veicoli spaziali della NASA e dell’ESA.
La prima indicazione di pianeti in orbita attorno allo strano sistema stellare è arrivata nel 2020, quando il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA ha rilevato cali di luminosità della stella che suggerivano che i pianeti stessero passando tra la stella e la navicella spaziale TESS. Un’analisi preliminare ha rivelato due possibili pianeti. Uno con un anno (o un periodo orbitale – il tempo necessario per completare un’orbita attorno alla stella) di 5,64 giorni e un altro con un periodo sconosciuto all’epoca.
Due anni dopo, TESS osservò nuovamente la stessa stella. L’analisi di tutti i dati ha escluso l’interpretazione originale ma ha presentato due ulteriori possibili pianeti, cambiando completamente l’immagine del sistema planetario.
Molto era ancora sconosciuto sul sistema planetario, e fu allora che Rafael Luque dell’Università di Chicago e scienziati di tutto il mondo – compresi quelli dell’Università di Warwick – si unirono alle indagini. Hanno utilizzato i dati del satellite ExOPlanet (CHEOPS) dell’Agenzia spaziale europea (ESA), sperando di determinare i periodi orbitali di questi pianeti lontani.
I dati CHEOPS sono stati fondamentali per confermare la presenza di un terzo pianeta nel sistema e il team ha trovato la chiave per sbloccare l’intero sistema. Era ormai chiaro che i tre pianeti si trovavano in uno schema di orbite noto come “risonanza orbitale”. Ad esempio, un pianeta esterno impiega 20,52 giorni per orbitare, che è estremamente vicino a 1,5 volte il periodo orbitale del pianeta successivo che è di 13,67 giorni. Questo a sua volta è quasi esattamente 1,5 volte il periodo orbitale del pianeta interno, con 9,11 giorni.
Thomas Wilson, Dipartimento di Fisica dell’Università di Warwick, ha dichiarato: “Stabilendo questo modello di orbite dei pianeti, siamo stati in grado di prevedere altre orbite di pianeti che non avevamo ancora rilevato. Da questo abbiamo allineato i cali di luce stellare precedentemente inspiegabili osservati da CHEOPS e scoperto altri tre pianeti con orbite più lunghe. Ciò è stato possibile solo con i dati cruciali di CHEOPS”.
I sistemi orbitalmente risonanti sono estremamente importanti da trovare perché raccontano agli astronomi la formazione e la successiva evoluzione del sistema planetario. I pianeti attorno alle stelle tendono a formarsi in risonanza, ma possono facilmente perdere le loro orbite.
Ad esempio, un pianeta molto massiccio, un incontro ravvicinato con una stella di passaggio o un evento di impatto gigantesco possono sconvolgere il delicato equilibrio. Di conseguenza, molti dei sistemi multi-pianeta conosciuti dagli astronomi non sono in risonanza, il che significa che i sistemi multi-pianeta che preservano la loro risonanza sono rari.
“Crediamo che solo l’1% circa di tutti i sistemi rimanga in risonanza”, spiega Rafael Luque. Ecco perché HD110067 è speciale e invita a ulteriori studi. “Ci mostra la configurazione originaria di un sistema planetario che è sopravvissuto intatto”.
“Come afferma il nostro team scientifico: CHEOPS sta facendo sembrare ordinarie le scoperte eccezionali. Dei soli tre sistemi risonanti a sei pianeti conosciuti, questo è ora il secondo trovato da CHEOPS, e in soli tre anni di attività”, afferma Maximilian Günther, scienziato del progetto ESA per CHEOPS.
HD110067 è il sistema più luminoso conosciuto con quattro o più pianeti. Poiché questi pianeti hanno tutti dimensioni inferiori a Nettuno e probabilmente atmosfere più grandi, ciò li rende candidati ideali per studiare la composizione delle loro atmosfere utilizzando il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA e il futuro telescopio Ariel dell’ESA. Mentre il prossimo telescopio PLATO dell’ESA, il cui lancio è previsto per il 2026, e nel quale l’Università di Warwick svolge un ruolo di primo piano, potrebbe individuare pianeti in questo sistema con anni ancora più lunghi.
Thomas Wilson ha aggiunto: “Tutti questi pianeti hanno grandi atmosfere – simili a Urano o Nettuno – che li rendono perfetti per l’osservazione con JWST. Sarebbe affascinante verificare se questi pianeti sono rocciosi come la Terra o Venere ma con atmosfere più grandi – superfici solide potenzialmente contenenti acqua. Tuttavia, sono tutti molto più caldi della Terra, 170-530 gradi Celsius, il che renderebbe molto difficile l’esistenza della vita”.
“Una sestina risonante di sub-Nettuno in transito sulla stella luminosa HD 110067” di R. Luque et al. è pubblicato oggi su Nature. DOI 10.1038/s41586-023-06692-3
Fonte: Università di Warwick
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