SVELATA LA STORIA ORBITALE DI 55 CANCRI E

Ecco come il pianeta infernale divenne bollente

Nuove misure estremamente precise ottenute con l’innovativo spettrometro Expres, montato sul Lowell Discovery Telescope, rivelano il percorso e la probabile evoluzione orbitale del pianeta 55 Cancri e: un'incandescente super-Terra che orbita molto vicino a una stella a 40 anni luce da noi. I risultati, ottenuti da un team guidato da Lily Zhao della Simons Foundation di New York, sono stati pubblicati ieri su Nature Astronomy

     09/12/2022
Social buttons need cookies

Immagine artistica del pianeta 55 Cancri e (il puntino arancione a sinistra), che orbita attorno alla sua stella così da vicino che tutta la sua superficie è un oceano di lava che raggiunge temperature di circa duemila gradi Celsius. Crediti: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation

Welcome down to my planet hell” (trad. “Ben arrivato sul mio pianeta inferno”) cantavano i Nightwish nel 2004, anno in cui venne scoperto 55 Cancri e: un “pianeta infernale”, dalla superficie vulcanica e ben noto alla comunità scientifica, così come il suo sistema stellare composto da ben cinque pianeti.

Questo mondo roccioso e ardente orbita così vicino alla sua stella madre – 55 Cancri – che un anno dura solo diciotto ore e dal 2015 si chiama ufficialmente Janssen, grazie al concorso #NameExoWorlds della International Astronomical Union (Iau) che, nella stessa occasione, ha nominato anche 55 Cancri con il nome di Copernicus. Caratterizzato da un’attività geologica molto estrema, la superficie di 55 Cancri e è interamente avvolto da oceani di lava e, secondo recenti studi, al suo interno potrebbe celarsi un incredibile giacimento di diamanti.

Ma la sua superficie è sempre stata così inospitale? Un nuovo studio, guidato da ricercatori della Simons Foundation di New York e pubblicato ieri su Nature Astronomy, prova a fare nuova luce sull’evoluzione di 55 Cancri e per comprendere come sia possibile giungere a temperature così estreme e confrontarle con l’evoluzione degli altri pianeti dello stesso sistema stellare.

«55 Cancri e è un obiettivo così interessante, oserei dire, che persino il grande pubblico lo adora», dice a Media Inaf Lily Zhao, prima autrice dello studio e ricercatrice presso il Flatiron Institute’s Center for Computational Astrophysics (Cca), istituto della Simons Foundation. «È una super-Terra di solo otto volte la massa della Terra, incredibilmente vicina a noi, ed è l’unico pianeta di cui si sia osservato il transito in un sistema così fitto, con cinque pianeti. Questo lo rende un ottimo soggetto da studiare per conoscere di più sugli scenari di migrazione del pianeta».

I cinque esopianeti del sistema Copernicus, situato a 40 anni luce dalla Terra, orbitano attorno a una stella di sequenza principale in coppia binaria con una nana rossa. L’orbita di 55 Cancri e è così vicina alla sua stella madre che all’inizio alcuni astronomi dubitavano della sua stessa esistenza.

Le recenti ipotesi formulate dal team di ricerca provengono dai dati del nuovo strumento Extreme Precision Spectrometer (Expres), montato sul Lowell Discovery Telescope dell’Osservatorio Lowell, in Arizona. Un nome una garanzia: lo strumento ha misurato con estrema precisione, appunto, la luce di 55 Cancri, consentendo di rilevare non solo la diminuzione dell’intensità luminosa dovuta al transito del pianeta davanti alla stella ma anche anche le variazioni spettrali periodiche – gli spostamenti dal blu al rosso e viceversa, dovuti all’effetto Doppler – in corrispondenza del transito stesso. Variazioni dovute al fatto che la stella al centro del sistema ruota, dunque metà della sua superficie si muove verso di noi (e la sua luce ci appare di conseguenza un po’ spostata verso il blu) mentre l’altra metà si allontana da noi (in questo caso lo spostamento è verso il rosso). Grazie a questa doppia misura – variazione della luminosità e corrispondente variazione spettrale – è stato possibile ricostruire non solo l’orbita del pianeta, ma anche la sua direzione.

Lily Zhao, prima autrice dello studio pubblicato su Nature Astronomy, ricercatrice presso il Flatiron Institute’s Center for Computational Astrophysics (Cca), Simons Foundation

Analizzando queste misurazioni, gli astronomi hanno scoperto che 55 Cancri e orbita attorno alla sua stella in corrispondenza dell’equatore, a differenza degli altri pianeti dello stesso sistema, che si trovano su percorsi orbitali molto diversi, tanto da non essere facilmente rilevabili. Non solo: l’orbita di 55 Cancri e sembra sia cambiata nel corso del tempo, divenendo sempre più stretta – il suo raggio minimo è di circa 2 milioni di km (per fare un confronto, quello di Mercurio è di 46 milioni di km) – a causa della forte attrazione gravitazionale della sua stella.

«Abbiamo scoperto come questo sistema multi planetario, uno fra quelli con il maggior numero di pianeti finora conosciuto, si sia evoluto nel tempo fino al suo stato attuale», spiega Zhao. Ricerche precedenti suggeriscono che l’orbita della vicina nana rossa, la stella compagna di 55 Cancri, abbia provocato il disallineamento del pianeti del sistema. «Pensiamo che l’orbita di un pianeta subisca un cambiamento a causa dell’interazione con gli altri pianeti o con la stella ospite», continua la ricercatrice. «In particolare, la stella, ruotando, tende ad allargarsi verso l’esterno in corrispondenza dell’equatore, proprio come la Terra. Dunque, mentre il pianeta migra sempre più vicino alla sua stella ospite, sentirà sempre più la sua attrazione gravitazionale, costringendo l’orbita del pianeta stesso ad allinearsi con l’equatore della stella».

Grazie a questi nuovi risultati, che sembrano rivelare sia la storia orbitale che l’attuale posizione di 55 Cancri e, Zhao e i suoi colleghi ora progettano di applicare la stessa tecnica di analisi per studiare anche altri sistemi planetari. «Questa scoperta è un ottimo punto di riferimento per testare le capacità di Expres», conclude la ricercatrice. «Expres è il primo di una nuova generazione di strumenti progettati per essere più precisi e quindi sensibili a segnali molto piccoli, come quelli provenienti da pianeti abitabili o addirittura simili alla Terra. La misura presentata in questo documento è a oggi la più piccola del suo genere, e infatti non è stata rilevata da osservazioni precedenti che abbiano utilizzato strumenti diversi. Questo risultato dimostra che ora siamo in grado di rilevare segnali della grandezza necessaria per trovare altri pianeti come la Terra, pianeti che potrebbero ospitare la vita. Si tratta ora solo di ottenere dati sufficienti per trovarli».

Per saperne di più: