LA SCOPERTA SU ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

Un pallone da rugby nella costellazione di Ercole

Cheops, missione dell’Esa dedicata allo studio dei pianeti extrasolari, ha ricostruito la forma di Wasp-103b: un esopianeta dall’aspetto allungato per effetto delle violente maree, dovute alla sua orbita stretta – impiega meno di un giorno a percorrerla – attorno alla stella ospite. Mai prima d’ora la deformazione di un esopianeta era stata rilevata direttamente dalla curva di luce del transito

     11/01/2022
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Un pallone da rugby nella costellazione di Ercole: è la forma che più ricorda Wasp-103b, un esopianeta grande quasi il doppio di Giove, con una volta e mezzo la sua massa, che orbita attorno alla sua stella ospite in meno di un giorno. La deformazione di Wasp-103b – la prima mai rilevata per un esopianeta – è stata ricostruita dal telescopio spaziale Cheops (Characterising Exoplanets Satellite) dell’Esa. A produrla, le violente forze mareali dovute all’interazione con la sua stella ospite, Wasp-103, che è circa 200 gradi più calda e 1,7 volte più grande del Sole.

Cheops individua un esopianeta dalla forma di un pallone da rugby. Crediti: Esa

Sulla Terra, è principalmente la Luna a influenzare le maree negli oceani – con un piccolo ma significativo aiuto del Sole, che è però troppo lontano per causare deformazioni rilevanti. Diverso il caso di Wasp-103b: la sua estrema vicinanza alla stella aveva già fatto sospettare agli astronomi che potesse andare soggetto a maree di grande portata. Ora, combinando i dati e le osservazioni di Cheops – dall’elevata precisione e flessibilità di puntamento – con quelli di Hubble e Spitzer, la conferma è arrivata, ed è stato possibile ricostruire la forma conferita al pianeta delle forze mareali: quella di un pallone da rugby, appunto, piuttosto che di una sfera.

«È incredibile che Cheops sia stato effettivamente in grado di rivelare questa minuscola deformazione», dice Jacques Laskar, coautore della ricerca. «È la prima volta che viene effettuata un’analisi del genere, e possiamo sperare che l’osservazione su un intervallo di tempo più lungo la rafforzi e porti a una conoscenza più ampia della struttura interna del pianeta».

Cheops misura i transiti degli esopianeti attraverso il calo di luce causato dal loro passaggio – dal nostro punto di vista – davanti alle rispettive stelle. Utilizzando la curva della luce del transito – solitamente in grado di rilevare alcune caratteristiche del pianeta, come le sue dimensioni – il team ha ricavato un parametro, il numero di Love, che misura la distribuzione della massa all’interno di un pianeta: informazione che a sua volta può fornire dettagli sulla sua struttura interna. Nel caso di Wasp-103b il numero di Love è simile a quello di Giove: le loro strutture interne potrebbero quindi essere simili, nonostante l’esopianeta abbia un raggio che è il doppio di quello del gigante gassoso.

Rappresentazione artistica del pianeta Wasp-103b e della sua stella ospite. Crediti: Esa

«In linea di principio ci saremmo aspettati che un pianeta con 1,5 volte la massa di Giove avesse all’incirca le stesse dimensioni, dunque Wasp-103b deve essere molto gonfiato, a causa del riscaldamento della sua stella e forse di altri meccanismi», spiega l’autrice principale della ricerca, Susana Barros, dell’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço and University of Porto (Portogallo). «La resistenza di un materiale alla deformazione dipende dalla sua composizione. Ad esempio, qui sulla Terra abbiamo maree dovute alla Luna e al Sole, ma possiamo vederne gli effetti solo negli oceani. La parte rocciosa non sperimenta simili movimenti. Misurare la deformazione di un pianeta ci permette di dire in che proporzioni è fatto di roccia, di gas o di acqua».

«Se le future osservazioni ci permetteranno di confermare i dettagli della sua struttura interna», continua Barros, «forse potremo capire meglio cosa lo rende così gonfio. Conoscere le dimensioni del nucleo di questo esopianeta sarà anche importante per capire meglio come si è formato».

Non è tutto: qualcos’altro di ignoto condiziona l’esistenza di Wasp-103b. L’effetto delle forze mareali tra una stella e un pianeta dalle dimensioni di Giove a essa molto vicino dovrebbe rendere il periodo orbitale del pianeta sempre più breve, avvicinandolo gradualmente alla sua stella fino a che non ne viene inghiottito. Le misurazioni di Wasp-103b indicano invece che si sta allontanando. Solo nuove osservazioni con Cheops e altri telescopi consentiranno di far luce anche su questo mistero.

«La sensibilità fotometrica e la versatilità operativa di Cheops, ovvero la capacità di tornare a osservare lo stesso oggetto più e più volte fino a raggiungere la sensibilità necessaria, si sono rivelate due fattori chiave per ottenere questi risultati e più in generale nel decretare il successo di questa missione», conclude un’altra coautrice della ricerca, Isabella Pagano, direttrice dell’Inaf di Catania e responsabile in Italia per Cheops. «Questa stessa versatilità sarà un forte punto di forza per supportare con Cheops le osservazioni di alcuni sistemi esoplanetari di grande interesse che il team della missione ha in programma di studiare con il James Webb Space Telescope».

Per saperne di più: 

  • Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Detection of the tidal deformation of WASP-103b at 3 σ with CHEOPS di S. C. C. BarrosB. AkinsanmiG. BouéA. M. S. SmithJ. LaskarS. Ulmer-MollJ. Lillo-Box, D. QuelozA. Collier Cameron, S. G. SousaD. EhrenreichM. J. HootonG. BrunoB.-O. DemoryA. C. M. CorreiaO. D. S. DemangeonT. G. WilsonA. BonfantiS. HoyerY. AlibertR. AlonsoG. Anglada EscudéD. BarbatoT. BárczyD. BarradoW. BaumjohannM. BeckT. BeckW. BenzM. BergomiN. BillotX. BonfilsF. BouchyA. BrandekerC. BroegJ. CabreraV. CessaS. CharnozC. C. V. DammeM. B. DaviesM. DeleuilA. DelineL. DelrezA. EriksonA. FortierL. FossatiM. FridlundD. GandolfiA. García Muñoz, M. GillonM. GüdelK. G. IsaakK. HengL. KissA. Lecavelier des EtangsM. LendlC. LovisD. MagrinV. NascimbeniP. F. L. MaxtedG. OlofssonR. OttensamerI. PaganoE. PalléH. ParviainenG. PeterG. PiottoD. PollaccoR. RagazzoniN. RandoH. RauerI. RibasN. C. SantosG. ScandariatoD. SégransanA. E. SimonM. StellerGy. M. SzabóN. ThomasS. UdryB. UlmerV. Van GrootelN. A. Walto