In un sistema planetario il senso di marcia non si sceglie a caso: a dare le indicazioni è il disco di gas e polveri in cui nascono i pianeti e dal quale ereditano il loro moto orbitale. Gj 3090 b, però, sembra aver preso la direzione sbagliata: orbita attorno alla sua stella in senso retrogrado, lungo una traiettoria fortemente disallineata rispetto alla rotazione stellare.
Rappresentazione artistica di un esopianeta su un’orbita retrograda. Crediti: Eso/L. Calçada
Gj 3090 b appartiene alla classe dei sub-nettuniani, pianeti con dimensioni intermedie tra la Terra e Nettuno. Ha un raggio pari a circa 2,2 volte quello terrestre e una massa di 4,5 masse terrestri e compie un giro attorno alla sua stella, una nana rossa di tipo M2, ogni 2,9 giorni. È il pianeta più interno di un sistema che ospita anche un secondo sub-nettuniano confermato, con un periodo orbitale di 16 giorni, e un candidato della stessa classe con un periodo di 13 giorni.
A studiare l’insolita configurazione orbitale di Gj 3090 b è stato un gruppo di ricercatori guidato da Yann Carteret dell’Université de Genève in un lavoro pubblicato su Astronomy & Astrophysics. Gli autori hanno ricostruito l’orientamento dell’orbita, trovando che l’asse orbitale del pianeta forma un angolo di circa 136 gradi con l’asse di rotazione della stella: un valore che colloca Gj 3090 b su un’orbita retrograda e ne fa il primo pianeta di questo tipo conosciuto attorno a una nana M.
Per arrivare a questa misura sono stati osservati sei transiti del pianeta con Nirps, lo spettrografo nel vicino infrarosso installato sul telescopio da 3,6 metri dello European Southern Observatory (Eso) all’Osservatorio di La Silla, in Cile. Quattro transiti sono stati osservati contemporaneamente anche con Harps, lo spettrografo ad alta risoluzione nel visibile installato sullo stesso telescopio. L’analisi sfrutta l’effetto Rossiter-McLaughlin, che nasce dalla combinazione tra il transito del pianeta e la rotazione della stella. Mentre la stella ruota, una parte della sua superficie si muove verso di noi e l’altra si allontana. Passandole davanti, il pianeta copre in successione zone diverse della superficie, lasciando una caratteristica traccia nello spettro stellare, dalla quale è possibile ricavare informazioni sull’orientamento dell’orbita.
Il telescopio da 3,6 metri dell’Eso all’Osservatorio di La Silla, in Cile, sul quale sono installati gli spettrografi Harps e Nirps. Crediti: Zdeněk Bardon/bardon.cz/Eso
Come ha fatto Gj 3090 b a finire su un’orbita del genere? I pianeti nascono nei dischi di gas e polveri che circondano le giovani stelle e tendono a ereditarne il senso di rotazione. Questo allineamento può essere alterato nel corso dell’evoluzione del sistema, per esempio dalle interazioni gravitazionali con un pianeta massiccio più lontano o con una stella compagna. Tra i sei sistemi multiplanetari confermati noti a ospitare un pianeta fortemente disallineato, Gj 3090 rappresenta però un’eccezione: negli altri cinque è presente uno di questi possibili perturbatori, una compagna stellare lontana oppure un pianeta esterno massiccio. Nel sistema di Gj 3090, però, il principale indiziato sembra mancare. Combinando misure di velocità radiale, immagini ad alta risoluzione e dati della missione Gaia dell’Esa, i ricercatori non hanno trovato evidenze di una stella compagna lontana né di un pianeta esterno abbastanza massiccio da spiegare l’orbita osservata. Questo rende meno probabili gli scenari in cui il forte disallineamento sarebbe stato prodotto da interazioni gravitazionali avvenute dopo la formazione del sistema.
La spiegazione proposta dagli autori porta allora ancora più indietro nel tempo. Gj 3090 potrebbe aver ricevuto, nelle ultime fasi della sua formazione, un nuovo apporto di materiale dal mezzo interstellare, con un momento angolare orientato diversamente rispetto alla rotazione della stella. Questo materiale avrebbe alimentato un secondo disco protoplanetario con un orientamento diverso da quello della rotazione stellare. È in questo disco che, secondo lo scenario delineato nello studio, potrebbero essersi formati i pianeti oggi osservati nel sistema, migrando successivamente verso l’interno e conservandone l’orientamento.
Gli avevamo dato del pianeta distratto, ma GJ 3090 b potrebbe semplicemente aver ereditato la sua orbita al contrario dal disco in cui è nato.
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Upside down: GJ 3090 b the first retrograde exoplanet around an M dwarf detected with NIRPS”, di Yann Carteret, et al.