Ogni pianeta del Sistema Solare ha la sua orbita peculiare, e queste variano considerevolmente. Mentre il pianeta Terra impiega 365,25 giorni per completare una singola orbita attorno al nostro Sole, Marte impiega quasi il doppio del tempo: 686.971 giorni. Poi abbiamo Giove e gli altri giganti gassosi, che impiegano tra 11,86 e 164,8 anni per orbitare attorno al nostro Sole. Ma anche con questi che servono come esempi, gli astronomi non erano preparati per quello che hanno trovato quando hanno guardato CVSO 30 .
Questo sistema stellare, che si trova a circa 1200 anni luce dalla Terra, è stato scoperto negli ultimi anni per avere due candidati esopianeti . Questi pianeti, che sono molte volte la massa di Giove, sono stati scoperti da un team internazionale di astronomi utilizzando sia il metodo di transito che l'imaging diretto. E quello che hanno scoperto è stato molto interessante: un pianeta ha un periodo orbitale di meno di 11 giorni mentre l'altro impiega ben 27.000 anni per orbitare attorno alla sua stella madre!
Oltre ad essere una grande sorpresa, il rilevamento di questi due pianeti con metodi diversi è stato un traguardo storico. Finora, la stragrande maggioranza degli over Scoperti 2000 pianeti extrasolari sono stati rilevati grazie a metodi indiretti. Questi includono il già citato metodo di transito, che rileva i pianeti misurando l'effetto di oscuramento che provocano quando attraversano il percorso della stella madre, e il metodo della velocità radiale, che misura l'effetto gravitazionale che i pianeti hanno sulla stella madre.
Nel 2012, gli astronomi hanno utilizzato il metodo di transito per rilevare CVSO 30b, un pianeta con una massa da 5 a 6 volte quella di Giove, e che orbita intorno alla sua stella a una distanza di soli 1,2 milioni di chilometri (in confronto, Mercurio orbita intorno al nostro Sole a una distanza di 58 milioni di chilometri). Da queste caratteristiche, CVSO 30b può essere descritto come un Giove particolarmente “caldo”.
Al contrario, Direct Imaging è stato utilizzato per individuare solo poche dozzine di esopianeti. La ragione di ciò è perché in genere è abbastanza difficile rilevare la luce riflessa dall'atmosfera di un pianeta perché viene soffocata dalla luce della sua stella madre. Può anche essere piuttosto impegnativo quando si tratta dello strumento in questione. Tuttavia, rispetto ai metodi indiretti, può essere più efficace quando si tratta di esplorare le regioni remote di una stella.
Grazie agli sforzi di un team internazionale di astronomi, che ha combinato l'uso dell'Osservatorio Keck alle Hawaii, del Very Large Telescope dell'ESO in Cile e dell'Osservatorio Calar Alto del Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo (CSIC), CVSO 30c è stato avvistato in regioni remote intorno alla sua stella madre, in orbita a una distanza di circa 666 UA.
I dettagli della scoperta sono stati pubblicati in un articolo intitolato ' Scoperta mediante Direct Imaging di un secondo pianeta candidato intorno al possibile pianeta di transito ospite CVSO 30 “. In esso, i ricercatori – che provengono da istituzioni prestigiose come l'Osservatorio interamericano di Cerro Tololo, l'Osservatorio di Jena, l'Agenzia spaziale europea e il Max Planck Institute for Astronomy – hanno spiegato i metodi utilizzati per trovare l'esopianeta e il significato di la sua scoperta.
La stella CVSO30, che mostra i due metodi di rilevamento che hanno rivelato i suoi candidati esopianeti. Credito: Osservatorio Keck/ESO/VLT/NACO
Come Tobias Schmidt, dell'Università di Amburgo, dell'Istituto di astrofisica e dell'Osservatorio universitario di Jena e autore principale del documento, ha detto a Universe Today via e-mail:
“[30b e 30c]sono entrambi insoliti da soli. CVSO 30b è il primo pianeta in transito attorno a una stella di appena 2,5 milioni di anni. Pubblicato nel 2012, tutti i pianeti in transito rilevati in precedenza erano più vecchi di poche centinaia di milioni di anni...È stata una sorpresa trovare un compagno di massa planetario a 662 UA, o 662 volte la distanza dalla Terra al Sole, da un primariostella avente solo circa 0,4 masse solari. Secondo il modello standard, i pianeti si formano in dischi attorno alla stella. Ma nessuno dei dischi osservatiintorno a stelle di massa così bassa è abbastanza grande da formare un tale oggetto”.
In altre parole, è sorprendente trovare due esopianeti candidati con una massa diverse volte superiore a quella di Giove (alias Super-Giove) in orbita attorno a una stella piccola come CVSO 30. Ma trovare due esopianeti con una tale disparità in termini di distanza rispettiva dalla loro stella (pur essendo simili in massa) è stato particolarmente sorprendente.
Basandosi su osservazioni fotometriche e spettroscopiche ad alto contrasto del Very Large Telescope, dei telescopi Keck e dell'osservatorio Calar Alto, il team internazionale è stato in grado di individuare 30c utilizzando una tecnica nota come lucky imaging. Questo processo, che viene utilizzato dai telescopi a terra, prevede che vengano scattate molte foto ad alta velocità e a rapida esposizione per ridurre al minimo le interferenze atmosferiche.
Concezione artistica di una nana bruna di tipo T. Credito: Tyrogthekreeper/Wikimedia Commons.
Quello che hanno trovato era un pianeta extrasolare con un'ampia orbita che era compresa tra le 4 e le 5 masse di Giove, ed era anche molto giovane, con meno di 10 milioni di anni. Inoltre, i dati spettroscopici hanno indicato che è insolitamente blu per un pianeta, poiché la maggior parte degli altri pianeti candidati del suo genere sono molto rossi. I ricercatori hanno concluso da ciò che è probabile che 30c sia il primo giovane pianeta del suo genere a essere ripreso direttamente.
Hanno inoltre concluso che 30 c è anche probabilmente il primo 'oggetto di transizione L-T' di età inferiore a 10 milioni di anni ad essere trovato in orbita attorno a una stella. Gli oggetti di transizione L-T sono un tipo di nana bruna: oggetti troppo grandi per essere considerati pianeti, ma troppo piccoli per essere considerati stelle. Tipicamente si trovano immersi in grandi nubi di gas e polvere, o da soli nello spazio.
Accoppiato con il suo compagno - 30 b, che è incredibilmente vicino alla sua stella madre - non si crede che 30 c si sia formato nella sua posizione attuale e probabilmente non è stabile a lungo termine. Almeno, non per quanto riguarda gli attuali modelli di formazione planetaria e orbita. Tuttavia, come ha indicato il prof. Schmidt, questo offre una potenziale spiegazione per la strana natura di questi esopianeti.
'Pensiamo che questo sia un ottimo indizio', ha detto, 'che i due oggetti potrebbero essersi formati regolarmente attorno alla stella a una separazione paragonabile alla separazione di Giove o Saturno dal Sole, quindi hanno interagito gravitazionalmente e sono stati dispersi nelle loro orbite attuali. . Tuttavia si tratta ancora di speculazioni, ulteriori indagini cercheranno di dimostrarlo. Entrambi hanno all'incirca la stessa massa di poche masse di Giove, quella interna potrebbe essere anche inferiore”.
Il Very Large Telescoping Interferometer spara il suo laser ad ottica adattiva. Credito: ESO/G. Hüdepohl
La scoperta è anche significativa poiché è stata la prima volta che questi due metodi di rilevamento - Transit e Direct Imaging - sono stati utilizzati per confermare i candidati esopianeti attorno alla stessa stella. In questo caso, i metodi erano abbastanza complementari e presentavano opportunità per saperne di più sugli esopianeti. Come ha spiegato il professor Schmidt:
“Sia il metodo del transito che il metodo della velocità radiale hanno problemi a trovare pianeti intorno a giovani stelle, poiché l'attività delle giovani stelle sta disturbando la loro ricerca. CVSO 30 b è stato il primo pianeta molto giovane trovato con questi metodi, attualmente esiste una manciata di candidati. L'imaging diretto, d'altra parte, funziona meglio per i giovani pianeti poiché si contraggono ancora e sono quindi auto-luminosi. È quindi una grande fortuna che un pianeta lontano sia stato trovato intorno alla primissima giovane stella che ospita un pianeta interno...
“Tuttavia, il vero vantaggio dei metodi di transito e di imaging diretto è che i due oggetti possono ora essere studiati in modo più dettagliato. Mentre possiamo usare la luce diretta dall'imaging per la spettroscopia, cioè dividere la luce in base alla sua lunghezza d'onda, speriamo di ottenere lo stesso per il candidato del pianeta interno. Ciò è possibile poiché la luce attraversa l'atmosfera del pianeta durante i transiti e alcuni degli elementi vengono assorbiti dal materiale di composizione dell'atmosfera. Quindi speriamo di imparare molto sulla formazione dei pianeti, quindi anche sulla formazione del primo Sistema Solare e sui giovani pianeti in particolare dal sistema CVSO 30”.
Da quando gli astronomi hanno iniziato a trovare candidati esopianeti in sistemi stellari lontani, abbiamo imparato quanto sia davvero diverso il nostro Universo. Molte delle scoperte hanno sfidato le nostre nozioni su dove possono formarsi i pianeti attorno alla loro stella madre, mentre altre ci hanno mostrato che i pianeti possono assumere molte forme diverse.
Con il passare del tempo e l'avanzare della nostra esplorazione dell'Universo locale, saremo sfidati a trovare spiegazioni su come tutto si incastri. E da ciò emergeranno senza dubbio modelli nuovi e più completi.
