Gli astronomi hanno fatto la rara scoperta di un piccolo e freddo esopianeta e del suo massiccio compagno esterno, facendo luce sulla formazione di pianeti come la Terra. La scoperta include un esopianeta, HD88986b, con raggio e massa compresi tra quelli della Terra e di Nettuno, con un’orbita potenziale attorno alla sua stella madre di 146 giorni. Il sistema stellare contiene anche un grande compagno esterno, 100 volte la massa di Giove. Si tratta di una scoperta rara, poiché gli esopianeti più piccoli e leggeri di Nettuno e Urano sono notoriamente difficili da individuare, e solo pochi sono stati identificati fino ad oggi. Sistemi così rari sono particolarmente interessanti per comprendere meglio la formazione e l’evoluzione planetaria; si ritiene che costituiscano un passo fondamentale per l’individuazione di pianeti simili alla Terra attorno alle stelle.
Il nuovo sistema planetario è stato scoperto attorno alla stella HD88986. Questa stella ha una temperatura simile al Sole con un raggio leggermente più grande.
Questo studio, pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, è condotto da Neda Heidari, una ricercatrice iraniana post-dottorato presso l’Institut d’astrophysicalque de Paris (IAP). Nel Regno Unito, Thomas Wilson, ricercatore senior presso l’Università di Warwick, ha co-diretto l’analisi dei dati satellitari, compresa la ricerca di nuovi pianeti. Il team comprende anche ricercatori di altri 29 istituti provenienti da nove Paesi tra cui Svizzera, Cile e Stati Uniti.
HD88986b, un esopianeta freddo, simile a Nettuno
Il sistema planetario comprende un pianeta freddo più piccolo di Nettuno, un cosiddetto sub-nettuniano, 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 ha spiegato: “la maggior parte dei pianeti che abbiamo scoperto e misurato per massa e raggio hanno orbite brevi, in genere inferiori a 40 giorni. Per fornire un paragone 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 di pianeti con orbite più lunghe solleva sfide nella comprensione di come i pianeti si formano ed evolvono 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”.
L’esopianeta HD88986b è stato rilevato utilizzando SOPHIE, uno spettrografo ad alta precisione (uno strumento che analizza le lunghezze d’onda della luce degli esopianeti) presso l’Osservatorio dell’Alta Provenza, in Francia. SOPHIE rileva e caratterizza gli esopianeti utilizzando il “metodo della velocità radiale”, misurando minuscole variazioni del movimento della stella indotte dai pianeti che le orbitano attorno.
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 della NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e il telescopio spaziale dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS) indicano che il pianeta probabilmente “transita” davanti alla sua stella madre. Ciò si verifica quando la sua orbita passa sulla linea di vista tra la Terra e la stella, occultando parzialmente la stella e provocando così 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, inclusi anche i dati del satellite Gaia dell’ESA e del telescopio Keck alle Hawaii.
Inoltre, con una temperatura atmosferica di soli 190°C, HD88986b offre una rara opportunità per studiare la composizione delle cosiddette atmosfere “fredde”, poiché la maggior parte delle atmosfere rilevate per gli esopianeti sono superiori a 1.000°C.
A causa dell’ampia orbita dell’esopianeta (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 dovuta alla forte radiazione ultravioletta della stella centrale. Potrebbe quindi aver mantenuto la sua composizione chimica originaria, consentendo agli scienziati di esplorare i possibili scenari per la formazione e l’evoluzione di questo sistema planetario.
Thomas Wilson, Dipartimento di Fisica dell’Università di Warwick, ha dichiarato: “HD88986b è essenzialmente un Nettuno in scala ridotta, tra le orbite di Mercurio e Venere. Diventa uno degli esopianeti piccoli e freddi meglio studiati, aprendo la strada allo studio della sua atmosfera per comprendere la somiglianza con il nostro pianeta Terra. Inoltre orbita attorno a una stella con una temperatura simile a quella del Sole, rendendolo un precursore dei pianeti simili alla Terra che saranno individuati dal telescopio spaziale PLATO, in cui Warwick gioca un ruolo di primo piano”.
Un secondo compagno esterno
Gli astronomi hanno anche rivelato un secondo compagno esterno attorno alla stella centrale. Questo esopianeta è particolarmente massiccio (più di 100 volte la massa di Giove) e la sua orbita ha un periodo di diverse decine di anni. Sono necessarie ulteriori osservazioni per comprenderne la natura e determinarne meglio le proprietà.
Thomas Wilson ha aggiunto: “abbiamo raccolto dati dai telescopi puntati su HD88986 per oltre 25 anni, rendendo questo uno dei sistemi di esopianeti più studiati. 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”.
