Illustrazione artistica del sistema planetario Wasp-148. In primo piano, Wasp-148c. Nello sfondo, Wasp-148b durante il transito sulla stella madre del sistema planetario. Crediti: Institut d’astrophysique de Paris, Mark A. Garlick
Fino a oggi, sistemi di pianeti in risonanza orbitale – cioè corpi celesti per i quali il rapporto fra i periodi di rivoluzione è esprimibile con frazioni di numeri interi, per esempio 1:2, o 1:2:4 – sono stati individuati solo grazie a osservazioni da satellite. Una collaborazione internazionale di astronomi guidata da ricercatori del Cnrs francese ha ora scoperto un sistema extrasolare costituito da due pianeti la cui risonanza orbitale è stata confermata – per la prima volta – utilizzando una tecnica applicata alle curve di luce ottenute da strumenti a Terra. I risultati delle osservazioni sono pubblicati su Astronomy and Astrophysics.
La stella madre del sistema planetario in questione – Wasp-148, dal nome del telescopio che l’ha identificata come possibile candidata per la presenza di pianeti, SuperWasp- North, alle Canarie – si trova a circa circa 800 anni luce da noi, ed è simile al Sole per dimensioni e temperatura. La successiva analisi delle velocità radiali, condotta con lo spettrografo Sophie dell’Osservatorio dell’Alta Provenza, in Francia, ha consentito al team guidato da Guillaume Hébrard, dell’Istituto di astrofisica del Cnrs di Parigi, di confermare l’esistenza di un primo pianeta, Wasp-148b, e caratterizzarlo: un gioviano caldo da 92 masse terrestri, con un periodo di rivoluzione di 8.8 giorni su un’orbita molto eccentrica (e = 0.22).
Ulteriori osservazioni della stella – sempre utilizzando il metodo delle velocità radiali, che sfrutta l’effetto Doppler per rivelare gli impercettibili spostamenti della stella dovuti all’attrazione gravitazionale di un pianeta – hanno permesso di individuare un secondo segnale, diverso dal primo, indicativo della presenza di un altro pianeta: Wasp-148c, ancora più massiccio del primo (circa 130 masse terrestri) e con un periodo orbitale di 34.5 giorni. Dunque il rapporto fra i periodi orbitali è di circa 4:1: ogni quattro rivoluzioni di Wasp148c, Wasp-148b ne compie una. Ciò significa che tra i due mondi esiste una forte interazione gravitazionale.
Risultati delle osservazioni fotometriche del sistema planetario Wasp 148 effettuate con lo spettrografo Sophie. I dati mostrano la variazione delle velocità radiali della stella Wasp-148, causate dai pianeti Wasp-148b, a destra, e Wasp-148c, a sinistra. Crediti: G. Hébrard et al., Astronomy and Astrophysics, 2020
La reciproca attrazione gravitazionale provoca l’accelerazione di un pianeta (il più massiccio, Wasp-148c) e la decelerazione dell’altro (il meno massiccio, Wasp-148b) quando i due corpi si avvicinano lungo la loro orbita. Questi cambiamenti nella velocità introducono ritardi periodici nel transito di Wasp-148b tra la stella e noi che lo osserviamo. Ritardi che possono essere misurati rilevando gli orari dei transiti, e osservandone eventuali variazioni nella periodicità. È una tecnica nota come misura delle variazioni del tempo di transito (o Ttv, transit timing variation), e ha permesso ai ricercatori di osservare e misurare ciò che i parametri orbitali suggerivano: il tempo di transito di Wasp-148b subisce variazioni di circa 15 minuti. Un risultato, appunto, che rende Wasp-148 il primo sistema planetario in cui le variazioni del tempo di transito, dovute alla risonanza orbitale fra due pianeti, vengono rilevate su curve di luce ottenute da strumenti a terra.
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy and Astrophysics l’articolo “Discovery and characterization of the exoplanets WASP-148b and c. A transiting system with two interacting giant planets” di G. Hebrard, R.F. Diaz, A.C.M. Correia, A. Collier Cameron, J. Laskar, D. Pollacco, J.-M. Almenara, D.R. Anderson, S.C.C. Barros, I. Boisse, A.S. Bonomo, F. Bouchy, G. Boue, P. Boumis, D.J.A. Brown, S. Dalal, M. Deleuil, O. Demangeon, A.P. Doyle, C.A. Haswell, C. Hellier, H. Osborn, F. Kiefer, U.C. Kolb, K. Lam, A. Lecavelier des Etangs, T. Lopez, M. Martin-Lagarde, P. Maxted, J. McCormac, L.D. Nielsen, E. Palle, J. Prieto-Arranz, D. Queloz, A. Santerne, B. Smalley, O. Turner, S. Udry, D. Verilhac, R. West, P.J. Wheatley e P.A. Wilson