Un pianeta nascosto alla vista dei metodi di ricerca tradizionali, ma svelato grazie ai minimi dettagli della luce riflessa ed emessa dalla sua atmosfera. Si tratta del candidato esopianeta scoperto attorno a Kic 9139163, una stella pulsante di tipo solare situata nella costellazione del Cigno. Lo studio, accettato per la pubblicazione sulla rivista internazionale Astronomy & Astrophysics, è frutto di una collaborazione di ricercatori di vari paesi (Italia, Stati Uniti, Spagna, Francia, Austria, Giappone) guidata dall’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf). La particolarità di questo corpo celeste risiede nel fatto che si tratta di un pianeta non transitante: a causa dell’inclinazione della sua orbita rispetto alla nostra linea di vista, l’oggetto non si frappone mai direttamente tra noi e il disco della sua stella, non producendo quindi le classiche mini-eclissi (i cosiddetti transiti) usate solitamente per scoprire i mondi “alieni”.
Il candidato esopianeta scoperto attorno a Kic 9139163, una stella pulsante di tipo solare situata nella costellazione del Cigno. Crediti: Inaf / realizzata con Ai Gemini
Sebbene la maggior parte degli oltre seimila esopianeti noti sia stata individuata tramite il metodo del transito, le leggi della geometria ci dicono che i pianeti non transitanti sono intrinsecamente molto più numerosi nell’universo, ma anche più difficili da scovare. Per individuare questo compagno misterioso, le ricercatrici e i ricercatori hanno analizzato le cosiddette curve di fase, ovvero le minuscole variazioni periodiche della luminosità globale del sistema indotte dal pianeta che, muovendosi lungo la sua orbita strettissima, mostra progressivamente al telescopio la sua faccia diurna, illuminata, e poi quella notturna, riflettendo la luce della stella ospite.
«La stragrande maggioranza dei pianeti nell’universo non transita mai davanti alla propria stella dal punto di vista della Terra, risultando di fatto invisibile», spiega Sylvain N. Breton, ricercatore dell’Inaf e primo autore dello studio. «Grazie all’insieme di dati acquisiti con lo strumento Harps-N del Telescopio nazionale Galileo siamo riusciti a superare questo ostacolo geometrico: misurando con estrema precisione come la luce riflessa dal pianeta varia nel corso del suo viaggio orbitale, possiamo non solo scovare questi mondi sfuggenti, ma anche iniziare a caratterizzarne la struttura e l’atmosfera, aprendo una finestra fondamentale su popolazioni planetarie finora quasi inaccessibili».
I dati raccolti indicano che il pianeta è un oggetto estremo: compie un’orbita completa intorno alla stella in appena 14 ore a una distanza ravvicinatissima. Ha una massa pari a circa 7,3 volte quella della Terra e un raggio 2,4 volte maggiore. La combinazione di questi parametri rivela una densità coerente con un mondo composto per ben il 50 per cento da acqua: un vero e proprio “mondo d’acqua bollente” (hot water world, in inglese). Trovandosi così vicino alla stella, il pianeta è tuttavia soggetto a forze di marea estreme che lo stanno guidando verso una rapida e inesorabile evoluzione orbitale, destinandolo, nel tempo, a essere ingoiato dalla sua stessa stella.
Per confermare che il segnale fotometrico appartenesse davvero a un pianeta e non a una stella compagna o a una nana bruna, i ricercatori hanno integrato le osservazioni dei telescopi spaziali con la spettroscopia ad alta risoluzione condotta da Terra. Utilizzando Harps-N, lo spettrografo installato sul Telescopio nazionale Galileo dell’Inaf, alle Isole Canarie, il team ha misurato le velocità radiali della stella, ponendo un vincolo preciso sulla massa del corpo celeste e confermandone la natura planetaria.
Il pianeta si trova all’interno del cosiddetto deserto nettuniano, una misteriosa regione vicina alle stelle ospiti in cui i pianeti di dimensioni simili a Nettuno sono una rarità, poiché l’intensa radiazione stellare tende a spogliare i pianeti dei loro strati gassosi. Eppure, questo mondo sembra avere un’atmosfera incredibilmente dinamica. «Confrontando i dati storici del telescopio spaziale Kepler con le nuove osservazioni di Tess a distanza di sei anni, abbiamo notato uno sfasamento inaspettato nella modulazione della luce riflessa», continua Breton. «Questo ci indica che non stiamo guardando una fotografia statica, ma un’atmosfera viva e mutevole, in cui dense nubi ad alta riflettività si formano, evolvono e si spostano lungo i bordi più freddi del pianeta».
Questa ricerca dimostra che l’astrofisica moderna è ormai in grado di caratterizzare l’atmosfera e la struttura interna dei mondi alieni, indipendentemente dalla loro configurazione geometrica favorevole. Si tratta di un passo avanti anche in vista di Plato, una missione spaziale dell’Agenzia spaziale europea il cui lancio è previsto per il 2027. Il catalogo di Plato comprenderà infatti un numero significativo di sistemi analoghi a Kic 9139163, aprendo una nuova era nello studio della composizione e della statistica delle popolazioni planetarie della Via Lattea.
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Hidden worlds: a non-transiting candidate planet in the Neptunian desert around the solar-type pulsator KIC 9139163”, di S.N. Breton et al.