Una stella e i suoi pianeti si formano quando una nube di gas e polvere collassa su se stessa nello spazio. La nube dà origine a un disco attorno alla stella nascente, all’interno del quale si formeranno i pianeti. La protostella e il suo disco ruotano quindi nella stessa direzione. In questo scenario ideale, i pianeti formatisi nel disco ruotano nella stessa direzione della stella e sullo stesso piano dell’equatore stellare, perpendicolare all’asse di rotazione. Gli astronomi definiscono questi sistemi come “allineati”.
Nel caso del Sistema Solare, gli otto pianeti orbitano nella stessa direzione del Sole, ma esiste una piccola inclinazione tra i loro piani orbitali e il piano equatoriale solare. Questo angolo, spesso indicato con la lettera greca Psi, varia da circa 3 a 7 gradi a seconda del pianeta. Per la Terra, ad esempio, è di poco superiore ai 7 gradi. Questa lieve deviazione dallo scenario ideale potrebbe riflettere perturbazioni avvenute durante la formazione del nostro Sistema Solare, come l’incontro con un’altra stella o il collasso asimmetrico della nube iniziale.
“Misurare l’angolo Psi fornisce indizi sulla formazione e sull’evoluzione dei sistemi planetari. È quindi naturale cercare di misurarlo anche per altri sistemi“, ha affermato Yann Carteret, dottorando presso il Dipartimento di Astronomia della Facoltà di Scienze dell’UNIGE e primo autore dello studio sul pianeta GJ 3090 b. “Con nostra grande sorpresa, non solo il pianeta GJ 3090 b si trova su un’orbita fortemente disallineata, ma orbita anche in modo retrogrado, ovvero in direzione opposta alla rotazione della sua stella”. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
Il sistema planetario GJ 3090
GJ 3090 è una nana rossa, una stella più fredda e più piccola del nostro Sole. Il pianeta GJ 3090 b, che le orbita attorno, è stato individuato per la prima volta dal telescopio spaziale TESS, che scansiona il cielo alla ricerca di transiti (piccole variazioni periodiche nella luminosità di una stella causate dal passaggio di un pianeta davanti ad essa). Il pianeta ha un raggio pari a 2,2 volte quello della Terra e una massa 4,5 volte superiore a quella terrestre, caratteristiche che lo classificano come un “sub-Nettuno“, ovvero la tipologia di esopianeti più diffusa nella nostra galassia.
NIRPS, uno spettrografo di fabbricazione svizzera installato presso l’Osservatorio di La Silla, è stato utilizzato per individuare altri due pianeti nel sistema, confermare la presenza di GJ 3090 b, misurarne la massa e, soprattutto, determinarne l’insolita configurazione orbitale. “Sono state le prestazioni di NIRPS nell’infrarosso a permettere di raggiungere la precisione necessaria per misurare l’angolo tra il piano orbitale del pianeta e il piano equatoriale della stella, trattandosi di un pianeta così piccolo“, ha affermato Léna Parc, dottoranda presso il Dipartimento di Astronomia della Facoltà di Scienze dell’UNIGE e coautrice dello studio.
Un’orbita disallineata e retrograda
L’angolo Psi per GJ 3090 b è di circa 136 gradi. Sono noti solo altri cinque sistemi multi-planetari che ospitano un pianeta disallineato con un angolo superiore a 70 gradi. A differenza di tali sistemi, tuttavia, non vi è alcuna prova della presenza di un oggetto massiccio (un’altra stella o un altro pianeta) in orbita attorno a GJ 3090 che possa essere responsabile di questa configurazione. “L’assenza di un compagno massiccio in grado di spiegare questa orbita insolita ci porterà a esplorare altre ipotesi“, ha dichiarato Vincent Bourrier, docente e ricercatore presso il Dipartimento di Astronomia della Facoltà di Scienze dell’UNIGE e coautore dello studio. “Nel caso di GJ 3090, la stella potrebbe aver accumulato un disco secondario disallineato e retrogrado, all’interno del quale si sarebbero poi formati i pianeti del sistema”, ha concluso.