Il CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops) dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha fornito i dati cruciali per comprendere un misterioso sistema di esopianeti che ha lasciato perplessi i ricercatori per anni. La stella HD110067 si trova a circa 100 anni luce di distanza nella costellazione settentrionale della Chioma di Berenice. Nel 2020, il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA ha rilevato cali nella luminosità della stella che indicavano che i pianeti stavano passando davanti alla stella stessa. Un’analisi preliminare ha rivelato due possibili pianeti. Uno con un periodo orbitale – il tempo necessario per completare un’orbita attorno alla stella – di 5.642 giorni, e l’altro con un periodo che non è stato ancora possibile determinare.
Due anni dopo, TESS ha osservato nuovamente la stessa stella. L’analisi dei dati combinati ha escluso l’interpretazione originale ma ha presentato due diversi possibili pianeti. Anche se questi rilevamenti erano molto più certi degli originali, c’erano molte cose nei dati TESS che ancora non avevano senso. È stato allora che Rafael Luque dell’Università di Chicago e i suoi colleghi si sono interessati. “È stato allora che abbiamo deciso di utilizzare Cheops. Siamo andati a cercare segnali tra tutti i periodi potenziali che quei pianeti potrebbero avere”, afferma Rafael.
Gli sforzi dei ricercatori hanno dato i loro frutti. Gli esperti hanno confermato la presenza di un terzo pianeta nel sistema e si sono resi conto di aver trovato la chiave per scoprire l’intero sistema perché ormai era chiaro che i tre pianeti erano in risonanza orbitale. Il pianeta più esterno impiega 20.519 giorni per orbitare, che è estremamente vicino a 1,5 volte il periodo orbitale del pianeta successivo con 13.673 giorni. Questo a sua volta è quasi esattamente 1,5 volte il periodo orbitale del pianeta interno, con 9.114 giorni. Prevedere altre risonanze orbitali e abbinarle ai rimanenti dati inspiegabili ha permesso al team di scoprire gli altri tre pianeti nel sistema. “Cheops ci ha fornito questa configurazione risonante che ci ha permesso di prevedere tutti gli altri periodi. Senza il rilevamento di Cheops sarebbe stato impossibile”, spiega Rafael.
I sistemi a risonanza orbitale 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 essere facilmente perturbati. 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 ma sembrano abbastanza vicini da poter essere stati in risonanza un tempo. Tuttavia, i sistemi multi-pianeta che preservano la loro risonanza sono rari. “Crediamo che solo l’1% circa di tutti i sistemi rimanga in risonanza”, afferma Rafael. Ecco perché HD110067 è speciale e invita a ulteriori studi. “Ci mostra la configurazione originaria di un sistema planetario che è sopravvissuto intatto”.
“Come dice il nostro team scientifico: Cheops sta facendo sembrare ordinarie delle scoperte eccezionali. Dei soli tre sistemi risonanti di 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 atmosfere probabilmente estese, ciò li rende candidati ideali per studiare la composizione delle loro atmosfere utilizzando il telescopio spaziale James Webb di NASA/ESA/CSA e i futuri telescopi Ariel e Plato dell’ESA.
