Nelle ultime settimane si è parlato molto di Gj 887, una nana rossa a soli 10 anni luce dal Sole, che si ritiene ospiti almeno due esopianeti, ma forse tre o anche di più. Questi pianeti non sono osservabili tramite il metodo dei transiti perché il loro piano orbitale non lo consente. Quindi, per studiare il sistema, occorre ricorrere ad altri metodi. Ora, un gruppo internazionale di ricercatori – di cui fa parte anche Fabio Del Sordo, ricercatore della Scuola Normale Superiore e associato all’Inaf Osservatorio Astrofisico di Catania – ha pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics uno studio su Gj 887 basato su nuovi dati di velocità radiali ottenuti dalla collaborazione RedDots, analizzati insieme a dati d’archivio.
«La collaborazione RedDots studia in dettaglio Gj 887 già da dieci anni, utilizzando dati di velocità radiale. Si tratta di una tecnica che mira a quantificare i movimenti di una stella causati dalla presenza di un pianeta in orbita attorno a essa, sfruttando l’effetto Doppler che tale movimento produce», spiega a Media Inaf Del Sordo. «Tale effetto, come conseguenza dell’orbita periodica del pianeta, provoca uno spostamento periodico delle linee spettrali tipiche della stella. La stella in questione è una nana di tipo M, a 10,7 anni luce di distanza dal Sistema solare, e la sua massa relativamente piccola assicura che lo spostamento delle linee spettrali sia rilevabile dagli strumenti a nostra disposizione. Inoltre, la stella mostra un basso livello di attività stellare, ossia di cambiamenti delle linee spettrali in questione causati da fenomeni connessi a campi magnetici e alla turbolenza nell’atmosfera stellare. Ciò è molto vantaggioso nella ricerca di pianeti con il metodo delle velocità radiali, poiché tale attività può mascherare le firme planetarie presenti nei dati».
Gj 887 d è un esopianeta simile a Nettuno che orbita attorno a una stella di tipo M. Ha una massa pari a 6,1 volte quella della Terra ed è definibile quindi come super-Terra, anche se qui viene descritto come “Neptune-like” perché potrebbe avere un’atmosfera spessa o caratteristiche simili a pianeti gassosi di dimensioni maggiori. Impiega 50,8 giorni per completare un’orbita attorno alla sua stella e si trova a una distanza di 0,212 unità astronomiche. La sua scoperta è stata annunciata nel 2026. Crediti: Nasa
«Questa stella è il prototipo di stella che la collaborazione RedDots mira a esplorare, poiché attorno a tali stelle, di massa minore di quella del Sole, è più facile trovare pianeti con il metodo delle velocità radiali», commenta a Media Inaf il primo autore dello studio, Christian Hartogh, dottorando all’Università di St Andrews, che si è occupato di Gj 887 fin dalla sua tesi di laurea magistrale. «Nel 2020 furono individuati due pianeti e un segnale aggiuntivo, corrispondente a un candidato nella zona abitabile. Tuttavia, la quantità iniziale di dati non era sufficiente per ottenere una rilevazione significativa di questo segnale; pertanto sono stati raccolti ulteriori dati di velocità radiale, che hanno fornito prove significative del fatto che il segnale sia reale. Si tratta di un pianeta in orbita in circa 50 giorni».
«A parte ciò», continua il ricercatore, «è stato scoperto un altro pianeta con massa approssimativamente terrestre, ma troppo caldo per trovarsi nella zona abitabile, che orbita in circa 4 giorni, ed è stato individuato un ulteriore segnale con un periodo di circa 2 giorni. Potrebbe quindi trattarsi di un sistema con ben 5 pianeti, o più, con ampie prospettive per migliorare la nostra comprensione della formazione ed evoluzione di sistemi planetari».
L’ulteriore segnale scoperto è in risonanza 2:1 con il pianeta da 4,4 giorni, a circa 2,2 giorni, e potrebbe essere correlato a un pianeta aggiuntivo. Tuttavia, sono plausibili anche altre spiegazioni della sua origine. Questo segnale resta un candidato, poiché sono necessarie ulteriori indagini per confermare la sua natura. Se il segnale fosse dovuto a un pianeta, la sua massa minima sarebbe pari a metà della massa terrestre.
Tornando al candidato più interessante, in questo studio sono state usate 101 nuove velocità radiali Harps e 12 nuove velocità radiali di Espresso acquisite con una cadenza per confermare o confutare l’origine del segnale a 50 giorni. A tal fine, i ricercatori hanno cercato segnali correlati all’attività stellare nei dati fotometrici e negli indicatori spettroscopici.
«Per stabilire la significatività del segnale sono state utilizzate tecniche statistiche come i periodogrammi di Lomb-Scargle generalizzati e i Processi Gaussiani», spiega Hartogh. «Ciò è stato reso possibile dal grande numero di nuove osservazioni Harps ad alta precisione. Un’altra sfida consisteva nel determinare se il segnale fosse causato da un pianeta o da altri effetti, in particolare dall’attività stellare. È stato riscontrato che il segnale rimane stabile lungo l’intero intervallo temporale di osservazione, il che supporta fortemente un’interpretazione planetaria. Per fare ciò, è stato fondamentale determinare il periodo di rotazione della stella, una fonte comune di segnali spuri nei dati di velocità radiale. È importante notare che questo periodo di rotazione è chiaramente distinto da quello del segnale candidato, fornendo ulteriore fiducia nel fatto che il segnale abbia origine planetaria piuttosto che nella variabilità stellare».
I periodogrammi sBGLS di tutti i candidati pianeti e del periodo di rotazione della stella. L’apparente motivo a frange in tutti i pannelli è causato dal campionamento dei dati in due blocchi separati da circa 13 anni. Crediti: A&A Hartogh et al.
In conclusione, con l’analisi bayesiana è stato confermato un modello a quattro pianeti, inclusi i due pianeti precedentemente noti con periodi di 9,2619±0,0005 giorni (notate quanto è piccolo l’errore associato a queste misure) e 21,784±0,004 giorni, oltre a un pianeta con massa terrestre e periodo di 4,42490±0,00014 giorni, e una super-Terra con un periodo di 50,77±0,05 giorni, situata nella zona abitabile. Questa super-Terra è il secondo pianeta più vicino alla Terra in zona abitabile, dopo Proxima Cen b.
«Gj 887 d è particolarmente importante perché è una delle super-terre in una zona abitabile più vicine conosciute, rendendola un obiettivo eccezionale per studi futuri», conclude Del Sordo. «A differenza della zona abitabile attorno a Proxima Centauri, fortemente investita da radiazioni magnetiche e particelle energetiche provenienti dalla stella, quella di Gj 887 potrebbe essere caratterizzata anche da condizioni di vento stellare relativamente simili a quelle che abbiamo sulla Terra. La sua vicinanza e la luminosità della stella ospite implicano che, a differenza della maggior parte dei pianeti simili, potrebbe in futuro essere accessibile a una caratterizzazione atmosferica dettagliata. Sebbene riceva una quantità di radiazione stellare simile a quella della Terra, la sua reale natura rimane sconosciuta: potrebbe essere roccioso, ricco d’acqua o possedere un’atmosfera densa. Le missioni di imaging diretto di nuova generazione, come l’Habitable Worlds Observatory, saranno fondamentali per determinare se GJ 887 d possieda un’atmosfera e se possa supportare condizioni abitabili».
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “RedDots: Multiplanet system around M dwarf GJ 887 in the solar neighborhood” di C. Hartogh, S. V. Jeffers, S. Dreizler, J. R. Barnes, C. A. Haswell, F. Liebing, A. Collier Cameron, P. Gorrini, F. Del Sordo and P. Cortés-Zuleta