Scoperto un esopianeta che sta diventando un Giove Caldo

Roma – Scoperto un nuovo esopianeta, chiamato TIC 241249530 b, che sta diventando un Giove Caldo. La conferma, descritta su Nature, arriva dopo che il Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS, della NASA, nel gennaio 2020, ha rilevato una fluttuazione nella luminosità di una stella coerente con il passaggio di un singolo pianeta delle dimensioni di Giove davanti ad essa, o in transito. Per confutare ogni dubbio sulla natura di queste fluttuazioni ed eliminare altre possibili cause, una squadra internazionale di astronomi ha utilizzato due strumenti del telescopio WIYN da 3,5 metri del Kitt Peak National Observatory, KPNO, della National Science Foundation statunitense, un programma del NOIRLab della NSF. Attualmente ci sono oltre 5600 esopianeti confermati in poco più di 4000 sistemi stellari. All’interno di questa popolazione, circa 300-500 esopianeti rientrano nella curiosa classe nota come Giove caldo, ovvero grandi esopianeti simili a Giove che orbitano molto vicini alla loro stella, alcuni addirittura vicini come Mercurio al nostro Sole. Come i Giove caldi finiscano in orbite così ravvicinate è un mistero, ma gli astronomi ipotizzano che inizino in orbite lontane dalla loro stella e poi migrino verso l’interno nel corso del tempo. Le prime fasi di questo processo sono state osservate raramente, ma con questa nuova analisi di un esopianeta con un’orbita insolita, gli astronomi sono un passo più vicini a svelare il mistero di Giove caldo. Il gruppo di scienziati ha dapprima utilizzato il NN-EXPLORE Exoplanet and Stellar Speckle Imager, NESSI, finanziato dalla NASA, in una tecnica che aiuta a “congelare” il twinkling atmosferico e a eliminare qualsiasi fonte estranea che potrebbe confondere la sorgente del segnale. Poi, utilizzando lo spettrografo NEID finanziato dalla NASA, la squadra di ricerca ha misurato la velocità radiale di TIC 241249530 b, osservando attentamente come lo spettro della sua stella ospite, ovvero le lunghezze d’onda della sua luce emessa, si spostasse a causa dell’esopianeta che le orbita intorno. Arvind Gupta, ricercatore post-dottorato del NOIRLab e autore principale, ha elogiato il NESSI e il NEID in quanto fondamentali per gli sforzi del gruppo di caratterizzare e confermare il segnale dell’esopianeta. “Il NESSI ci ha fornito una visione della stella più nitida di quanto sarebbe stato possibile altrimenti, mentre il NEID ha misurato con precisione lo spettro della stella per rilevare gli spostamenti in risposta all’esopianeta in orbita”, ha spiegato Gupta, sottolineando l’unicità della flessibilità del sistema di programmazione delle osservazioni di NEID, che consente di adattare rapidamente il piano di osservazione del gruppo in risposta a nuovi dati. “Il telescopio WIYN sta svolgendo un ruolo cruciale nell’aiutarci a capire perché i pianeti trovati in altri sistemi solari possono essere così diversi da sistema a sistema”, ha dichiarato Chris Davis, direttore del programma NSF NOIRLab. “La collaborazione tra NSF e NASA sul programma NN-EXPLORE continua a dare risultati impressionanti nella ricerca sugli esopianeti” ha continuato Davis. L’analisi dettagliata dello spettro ha confermato che l’esopianeta è circa cinque volte più massiccio di Giove. Lo spettro ha anche rivelato che l’esopianeta sta orbitando lungo un percorso estremamente eccentrico, o allungato. L’eccentricità dell’orbita di un pianeta si misura su una scala da 0 a 1, dove 0 rappresenta un’orbita perfettamente circolare e 1 un’orbita fortemente ellittica. Questo esopianeta ha un’eccentricità orbitale di 0,94, che lo rende più eccentrico dell’orbita di qualsiasi altro esopianeta mai trovato con il metodo del transito. Per fare un paragone, l’orbita altamente ellittica di Plutone intorno al Sole ha un’eccentricità di 0,25; l’eccentricità della Terra è di 0,02. Se questo pianeta facesse parte del nostro Sistema Solare, la sua orbita si estenderebbe dal suo avvicinamento più vicino al Sole, dieci volte più vicino di Mercurio, fino alla sua estensione più lontana, alla distanza della Terra. Questa orbita estrema farebbe variare le temperature del pianeta tra quelle di un giorno d’estate e quelle abbastanza calde da fondere il titanio. A rendere ancora più insolita l’orbita dell’esopianeta, gli astronomi hanno anche scoperto che sta orbitando al contrario, cioè in direzione opposta alla rotazione della sua stella ospite. Si tratta di un fenomeno che gli astronomi non riscontrano nella maggior parte degli altri esopianeti, né nel nostro Sistema Solare, e che contribuisce all’interpretazione della storia di formazione dell’esopianeta. Le caratteristiche orbitali uniche dell’esopianeta suggeriscono anche la sua traiettoria futura. Si prevede che l’orbita iniziale altamente eccentrica e l’avvicinamento alla stella ospite circondino l’orbita del pianeta, poiché le forze di marea sul pianeta sottraggono energia all’orbita e la fanno gradualmente restringere e circolare. La scoperta di questo esopianeta prima che questa migrazione abbia avuto luogo è preziosa, perché permette di capire come si formano, si stabilizzano e si evolvono nel tempo i Giovi caldi.“Anche se non possiamo esattamente premere il tasto rewind e guardare il processo di migrazione planetaria in tempo reale, questo esopianeta serve come una sorta di istantanea del processo di migrazione”, ha affermato Gupta. “Pianeti come questo sono incredibilmente rari e difficili da trovare, e speriamo che possa aiutarci a svelare la storia della formazione di Giove caldo”, ha proseguito Gupta. “Siamo particolarmente interessati a ciò che potremo apprendere sulle dinamiche dell’atmosfera di questo pianeta dopo che avrà effettuato uno dei suoi roventi passaggi ravvicinati alla sua stella”, ha dichiarato Jason Wright, professore di astronomia e astrofisica della Penn State, che ha supervisionato il progetto mentre Gupta era dottorando all’università. “Telescopi come il James Webb Space Telescope della NASA hanno la sensibilità necessaria per sondare i cambiamenti nell’atmosfera dell’esopianeta appena scoperto mentre subisce un rapido riscaldamento; quindi, per il gli scienziati c’è ancora molto da imparare sull’esopianeta”, ha aggiunto Wright. TIC 241249530 b è solo il secondo esopianeta mai scoperto a dimostrare la fase pre-migratoria di Giove caldo. Insieme, questi due esempi affermano dal punto di vista osservativo l’idea che i giganti gassosi di massa superiore si evolvono per diventare Giove caldo quando migrano da orbite altamente eccentriche verso orbite più strette e circolari. “Gli astronomi sono alla ricerca di esopianeti che probabilmente sono precursori di Giove caldo, o che sono prodotti intermedi del processo di migrazione, da più di due decenni; quindi, sono stato molto sorpreso ed eccitato di trovarne uno”, ha commentato Gupta. “È esattamente quello che speravo di trovare”, ha concluso Gupta. (30Science.com)