Orbite trasversali: due mondi alieni ad angolo retto, caso unico

Fra i mondi che popolano il sistema esoplanetario della stella Hd 3167, a circa 155 anni luce di distanza dalla Terra, ce n’è almeno uno che sembra seguire un’orbita equatoriale e almeno un altro che si muove invece su un’orbita polare

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A 155 anni luce dalla Terra, intorno alla stella Hd 3167, ci sono due pianeti che si muovono lungo orbite trasversali, poste ad angolo retto l’una rispetto all’altra: un caso unico tra i pianeti noti al di fuori del Sistema Solare, scoperto grazie alle osservazioni dello spettrografo Espresso, montato al Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo meridionale (ESO), e di Harps-N, al Telescopio nazionale Galileo dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). I risultati sono pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics da un team internazionale a cui partecipano anche ricercatori dell’INAF.

Lo studio, guidato da Vincent Bourrier dell’Universita’ di Ginevra, ha preso in esame tre pianeti che ruotano intorno alla stella Hd 3167: Hd 3167b e’ una super-Terra di circa 5 masse terrestri, con un periodo orbitale di appena 0.96 giorni; Hd 3167c e’ un mini-Nettuno di 9.8 masse terrestri, con un periodo orbitale di circa 30 giorni; Hd 3167d ha una massa di circa 7 masse terrestri. Le osservazioni dimostrano che Hd 3167b ha un’orbita equatoriale, mentre Hd 3167c si trova su un’orbita praticamente polare, inclinata rispetto la prima di circa 90 gradi.

Questa complessa geometria, osservata per la prima volta in un sistema esoplanetario, e’ conseguenza di una diversa evoluzione dinamica dei due pianeti, con Hd 3167b che conserva l’orbita primordiale del disco protoplanetario da cui si e’ formato, avendo subito poche interazioni durante la sua evoluzione, mentre l’orbita di Hd 3167c e’ stata perturbata da interazioni gravitazionali. “L’architettura del sistema planetario di Hd 3167 testimonia una complicata evoluzione del sistema“, spiega a Media INAF una delle autrici dello studio, Giusi Micela dell’INAF di Palermo. “L’esistenza contemporanea di pianeti con orbite allineate e non allineate e’ un caso unico tra gli esopianeti noti e probabilmente una combinazione rara che suggerisce una storia dinamica complessa, probabilmente dovuta all’interazione con un’altra stella. L’uso combinato di Harps-N per il mini-Nettuno ed Espresso per la super-Terra, al limite della strumentazione disponibile oggi, si e’ dimostrato una strategia efficace per lo studio di un sistema cosi’ complesso”.

La figura mostra la soluzione orbitale per il sistema Hd 3167. Le freccie nere indicano l’asse di rotazione della stella, la cui superficie è colorata indicando il segnale di velocità radiale dovuto alla rotazione (blu in rotazione verso l’osservatore, rosso in rotazione nella direzione opposta). L’equatore della stella è indicato con una linea nera. Le possibili orbite di Hd 3167b e Hd 3167c sono indicate con linee verdi e marroni, rispettivamente. Crediti: V. Bourrier et al. A&A, 2021