A circa 35 anni luce dalla Terra, una piccola stella rossa ospita un sistema planetario che ha riservato agli astronomi una scoperta inaspettata. Si chiama L 98-59 ed è una nana rossa, una tipologia di stella tra le più comuni nella nostra galassia. Poco luminosa, è diventata oggetto di grande interesse scientifico quando, nel 2019, il telescopio spaziale Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della Nasa ha identificato tre pianeti in orbita attorno a lei. Un quarto è stato scoperto poco dopo, grazie allo spettrografo europeo Espresso (Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations). Ma è con l’ultima analisi, i cui risultati sono in corso di pubblicazione su The Astronomical Journal, che il sistema cambia volto: un team di ricerca del Trottier Institute for Research on Exoplanets (Irex) dell’Université de Montréal (Canada) ha rivisitato i dati con strumenti nuovi, ottenendo misurazioni molto più precise di massa, dimensioni e orbite. E da questa indagine dettagliata è emersa una nuova sorpresa: un quinto pianeta, forse il più interessante di tutti, nella zona abitabile.
llustrazione del sistema planetario di L 98-59: cinque piccoli esopianeti orbitano attorno a questa nana rossa, situata a 35 anni luce di distanza. In primo piano si trova la super-Terra abitabile L 98-59 f, la cui esistenza è stata confermata in questo studio. Crediti: Benoit Gougeon, Université de Montréal
Un’indagine meticolosa, che ha sfruttato dati già disponibili ma riletti con strumenti analitici nuovi e di precisione mai raggiunta prima. Il risultato? La conferma dell’esistenza di cinque pianeti, tutti con massa e dimensioni simili a quelle terrestri, e una ricchezza di dettagli che rende questo sistema un vero e proprio laboratorio cosmico. «È una scoperta emozionante», dice Charles Cadieux, primo autore dello studio. «Ci mostra quanto possano essere complessi e diversificati i sistemi planetari attorno alle stelle più piccole. E ci fornisce bersagli ideali per future osservazioni atmosferiche, anche per la ricerca di segnali di vita».
Tutti i pianeti del sistema di L 98-59 presentano masse e dimensioni simili a quelle della Terra. Il più vicino alla stella, L 98-59 b, è particolarmente piccolo, misura appena l’84 per cento del diametro terrestre e ha circa la metà della sua massa, rendendolo uno dei pochi pianeti sub-Terra noti con parametri misurati con grande accuratezza. L 98-59 c e d, gli altri due pianeti più interni, potrebbero essere veri e propri inferni vulcanici, simili alla luna Io di Giove, in preda a intense forze mareali. Invece, L 98-59 e, il terzo in ordine di distanza, si distingue per la sua bassa densità, segno che potrebbe trattarsi di un “mondo acquatico”, con una concentrazione d’acqua senza pari nel nostro Sistema solare. Le nuove misurazioni rivelano orbite quasi perfettamente circolari per i pianeti interni, una configurazione favorevole per future rilevazioni atmosferiche.
Questa infografica mostra un confronto esemplificativo tra il sistema planetario L 98-59 (in alto) e una parte del Sistema solare interno (Mercurio, Venere e Terra), mettendo in evidenza le somiglianze tra i due. Il diagramma – costruito sulle temperature, non sulle distanze, che non sono in scala – è stato ridimensionato in modo da far coincidere la zona abitabile del Sistema Solare con quella di L 98-59. Come indicato nell’infografica, che include una scala di temperatura (in kelvin), la Terra e il pianeta L 98-59 f ricevono quantità simili di luce e calore dalle rispettive stelle. Crediti: Eso/L. Calçada/M. Kornmesser, Wikipedia
A queste scoperte, secondo i ricercatori, si aggiunge ora quella più interessante: L 98-59 f. Un pianeta che non transita davanti alla sua stella e quindi non è visibile con i telescopi tradizionali, poiché la sua orbita non è allineata con il nostro punto di osservazione. La sua presenza è stata però rivelata grazie a piccolissime oscillazioni nel movimento della stella, causate dalla sua attrazione gravitazionale e misurate con gli spettrografi Harps (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) ed Espresso. Ed è qui che le cose si fanno interessanti: questo quinto pianeta riceve dalla sua stella una quantità di energia simile a quella che la Terra riceve dal Sole, il che lo colloca saldamente nella “zona abitabile”, una regione in cui l’acqua potrebbe trovarsi allo stato liquido. «Trovare un pianeta temperato in un sistema così compatto rende questa scoperta particolarmente entusiasmante», dice Cadieux. «Evidenzia la straordinaria diversità dei sistemi esoplanetari e rafforza la necessità di studiare mondi potenzialmente abitabili attorno a stelle di piccola massa».
Questo studio sfrutta i dati provenienti da due telescopi terrestri: il Very Large Telescope (in alto a sinistra) e il telescopio Eso da 3,6 metri, con lo strumento Harps (in alto a destra), nonché da due telescopi spaziali: Tess e Jwst, qui raffigurati rispettivamente in rappresentazioni artistiche in basso a sinistra e in basso a destra. Crediti: Eso/G. Hüdepohl; Eso; Nasa
Per ottenere questi risultati, i ricercatori non hanno utilizzato i telescopi, ma solo dati d’archivio provenienti da Tess, Espresso, Harps e perfino dal Jwst (James Webb Space Telescope), sfruttando algoritmi avanzati da loro sviluppati. Con il metodo di analisi “line by line” – introdotta dai ricercatori dell’IREx nel 2022 – e un indicatore di temperatura differenziale innovativo, il team è riuscito a separare le interferenze dovute all’attività stellare dai segnali planetari veri e propri, rivelando il segnale planetario con un dettaglio senza precedenti.
Con questa nuova mappa in mano, L 98-59 entra nell’élite dei sistemi planetari più promettenti da studiare con il Jwst. La sua vicinanza, le dimensioni contenute della stella e la varietà dei pianeti lo rendono perfetto per analisi atmosferiche, cruciali per comprendere la composizione, la storia e – chissà – l’abitabilità di questi mondi.
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo in uscita su The Astronomical Journal “Detailed Architecture of the L 98-59 System and Confirmation of a Fifth Planet in the Habitable Zone“, di Charles Cadieux, Alexandrine L’Heureux, Caroline Piaulet-Ghorayeb, René Doyon, Étienne Artigau, Neil J. Cook, Louis-Philippe Coulombe, Pierre-Alexis Roy, David Lafrenière, Pierrot Lamontagne, Michael Radica, Björn Benneke, Eva-Maria Ahrer, Drew Weisserman e Ryan Cloutier