La scoperta di pianeti extrasolari si è sicuramente riscaldata negli ultimi anni. Con lo spiegamento delKepleromissione nel 2009, sono state scoperte diverse migliaia di esopianeti candidati e ne sono stati confermati oltre 2.500. In molti casi, questi pianeti sono stati giganti gassosi in orbita vicino alle loro rispettive stelle (alias 'Hot Jupiters'), il che ha confuso alcune nozioni comunemente accettate su come e dove si formano i pianeti.
Oltre a questi enormi pianeti, gli astronomi hanno anche scoperto una vasta gamma di pianeti che vanno da enormi pianeti terrestri ('Super-Terre) a giganti delle dimensioni di Nettuno. In un studi recenti , un team internazionale di astronomi ha scoperto tre nuovi esopianeti in orbita attorno a tre stelle diverse. Questi pianeti sono un interessante gruppo di reperti, composto da due 'Saturn Caldi' e un Super-Nettuno.
Questo studio , intitolato “ La scoperta di WASP-151b, WASP-153b, WASP-156b: Approfondimenti sulla migrazione dei pianeti giganti e sul confine superiore del deserto nettuniano “, recentemente apparso sulla rivista scientificaAstronomia e AstrofisicaS. Guidato da Oliviero. D. S. Demangeon, ricercatore del Istituto di Astrofisica e Scienze Spaziali in Portogallo, il team ha utilizzato i dati dell'indagine sulla caccia agli esopianeti SuperWASP per rilevare i segni di tre nuovi giganti gassosi.
Rappresentazione artistica di un pianeta delle dimensioni di Nettuno con un'atmosfera limpida, che passa attraverso la faccia della sua stella. Credito: NASA/JPL-Caltech
Il Ricerca supergrandangolare per i pianeti (SuperWASP) è un consorzio internazionale che utilizza il grandangolo Fotometria di transito per monitorare il cielo notturno per eventi di transito. Il programma si basa su osservatori robotici situati in due continenti: SuperWASP-North, situato al Osservatorio del Roque de los Muchachos nelle Isole Canarie; e SuperWASP South, al Osservatorio Astronomico Sudafricano , vicino a Sutherland, in Sudafrica.
Dai dati del sondaggio SuperWASP, la dott.ssa Demangeon e i suoi colleghi sono stati in grado di rilevare tre segnali di transito provenienti da tre stelle lontane: WASP-151, WASP-153 e WASP-156. Questo è stato poi seguito da osservazioni spettroscopiche eseguite utilizzando il Osservatorio dell'Alta Provenza in Francia e nel Il presidente dell'Osservatorio in Cile, che ha permesso al team di confermare la natura di questi pianeti.
Da ciò, hanno determinato che WASP-151b e WASP-153b sono due 'Saturn caldi', il che significa che sono giganti gassosi a bassa densità con orbite ravvicinate. Esse orbitano attorno ai rispettivi soli, che sono entrambe prime stelle di tipo G (dette anche nane gialle, come il nostro Sole), con un periodo orbitale di 4,53 e 3,33 giorni. WASP-156b, nel frattempo, è un Super-Nettuno che orbita attorno a una stella di tipo K (nana arancione). Come hanno indicato nel loro studio:
“WASP-151b e WASP-153b sono relativamente simili. Le loro masse di 0,31 e 0,39 M Jup e i semiassi maggiori di 0,056 AU e 0,048 AU rispettivamente indicano due oggetti di dimensioni Saturno attorno alle prime stelle di tipo G di magnitudine V ~ 12,8. Il raggio di 0,51R Jup di WASP-156b suggerisce un Super-Nettuno e lo rende il pianeta più piccolo mai rilevato da WASP. La sua massa di 0,128 M Jup è anche la terza più leggera rilevata da WASP dopo WASP-139b e WASP-107b. Interessante è anche il fatto che WASP-156 è una stella di tipo K brillante (magV = 11,6).
Numero di pianeti extrasolari scoperti dalla missione Kepler al 10 maggio 2016, in base alla loro classificazione. Credito: W. Stenzel/NASA Ames
Presi insieme, questi pianeti rappresentano alcune importanti opportunità per la ricerca sugli esopianeti. Come indicano, 'questi tre pianeti si trovano anche vicino a (WASP-151b e WASP-153b) o al di sotto (WASP-156b) del confine superiore del deserto di Nettuno'. Questo si riferisce ai confini che gli astronomi hanno osservato intorno alle stelle in cui è molto improbabile che si trovino pianeti delle dimensioni di Nettuno con periodo di ripresa.
Fondamentalmente, di tutti gli esopianeti di breve periodo (meno di 10 giorni) scoperti finora, la maggior parte tendeva ad essere nella categoria 'Super-Terra' o 'Super-Giove'. Questo deficit di pianeti simili a Nettuno è stato attribuito a diversi meccanismi quando si tratta di formazione ed evoluzione di Giove caldi e super-Terre di breve periodo, oltre ad essere il risultato dell'esaurimento dell'involucro di gas causato dalla radiazione ultravioletta di una stella. .
Finora sono stati scoperti solo nove 'Super-Nettuni'; quindi quest'ultima scoperta (le cui caratteristiche sono ben note) dovrebbe fornire molte opportunità di ricerca. O come spiegano la dottoressa Demangeon e i suoi colleghi nello studio:
“WASP-156b, essendo uno dei pochi Super-Nettuni ben caratterizzati, aiuterà a limitare la formazione di pianeti delle dimensioni di Nettuno e la transizione tra giganti gassosi e ghiacciati. Le stime dell'età di queste tre stelle confermano la tendenza di alcune stelle ad avere età girocronologiche significativamente inferiori alle loro età isocrona.
Rappresentazione artistica di due super-Terre nello stesso sistema di un esopianeta delle dimensioni di Nettuno nel sistema Kepler-62. Credito: David A. Aguilar (CfA)
Il team ha anche offerto alcune possibili spiegazioni per l'esistenza di un 'deserto nettuniano' sulla base delle loro scoperte. Per cominciare, hanno proposto che una migrazione ad alta eccentricità potrebbe essere responsabile, in cui giganti di ghiaccio delle dimensioni di Nettuno si formano nelle zone più esterne di un sistema stellare e migrano verso l'interno nel tempo. Indicano anche che la loro scoperta offre prove convincenti che la radiazione ultravioletta e l'esaurimento dell'involucro di gas potrebbero essere una parte fondamentale del puzzle.
Ma ovviamente, la dottoressa Demangeon e i suoi colleghi indicano che saranno necessarie ulteriori ricerche per confermare la loro ipotesi e che sono necessari ulteriori studi per limitare adeguatamente i confini del cosiddetto 'deserto nettuniano'. Indicano anche che missioni future come quelle della NASA Satellite di indagine sugli esopianeti in transito e gli ESA Transiti Planetari e Oscillazioni delle stelle (PLATO) sarà vitale per questi sforzi.
'Ovviamente, è necessaria un'analisi più approfondita per indagare su tutte le possibili implicazioni dietro questa ipotesi', concludono. “Un'analisi del genere esula dallo scopo di questo articolo, ma riteniamo che valga la pena indagare su questa ipotesi. In questo contesto, sarebbe particolarmente interessante una ricerca di compagni di lungo periodo che potrebbero aver innescato la migrazione ad alta eccentricità o una stima indipendente dell'età attraverso l'asterosismologia con TESS o Platone.
L'enorme numero di scoperte di esopianeti fatte negli ultimi decenni ha permesso agli astronomi di testare e rivedere le teorie comunemente accettate su come si formano ed evolvono i sistemi planetari. Queste stesse scoperte hanno anche aiutato a far progredire la nostra comprensione di come è nato il nostro Sistema Solare. Alla fine, essere in grado di studiare una vasta gamma di sistemi planetari, che sono diverse fasi della loro storia, ci consente di creare una sorta di linea temporale per l'evoluzione cosmica.
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