La storia inizia alla fine del 2018, quando il satellite Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA registra un calo, ogni 4 giorni, nella luminosità di una stella nana arancione, poco più piccola e fredda del Sole, che si trova a circa 500 anni-luce da noi. La stella viene identificata come TOI-942, dove TOI significa “Target of interest” – una sorgente potenzialmente interessante, da continuare a studiare, poiché il calo di luminosità osservato potrebbe essere causato dal passaggio di un pianeta in orbita intorno alla stella.
L’interesse si è presto dimostrato legittimo. Ilaria Carleo, ricercatrice presso la Wesleyan University negli Stati Uniti e associata all’INAF di Padova, ha guidato un’analisi dettagliata dei dati di TESS insieme a collaboratori in molte altre sedi INAF in giro per l’Italia ma anche in Francia, Giappone, Svizzera, Spagna e Germania. Tra la fine del 2019 e l’inizio del 2020, nell’ambito del progetto Gaps2 (Global Architecture of Planetary Systems 2) che coinvolge gran parte della comunità astronomica italiana dedicata allo studio degli esopianeti, il team ha osservato questa stella anche con il Telescopio Nazionale Galileo a La Palma (Isole Canarie), dotato di uno strumento dedicato allo studio degli esopianeti, lo spettrografo HARPS-N, e il Rapid Eye Mount (REM) in Cile, entrambi dell’INAF.
Lo studio ha confermato che il segnale registrato da TESS era effettivamente causato da un pianeta che completa un’orbita intorno alla stella ogni 4 giorni. E non solo: ha rivelato anche un secondo pianeta, più esterno, intorno alla stella, con un periodo orbitale di 10 giorni.
«Entrambi i pianeti hanno un raggio circa 4 volte maggiore di quello della Terra, quindi simile a quello di Nettuno: si tratta di un sistema planetario formato da due ‘nettuniani caldi’, che orbitano molto vicino alla loro stella», afferma Carleo, prima autrice dell’articolo che presenta i risultati, in pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
Con i dati spettroscopici ottenuti da HARPS-N, è stato possibile studiare a fondo la stella che ospita questi due pianeti e misurare in particolare l’età del sistema, compresa tra i 30 e gli 80 milioni di anni. «Anche se ci sono alcuni sistemi con singoli pianeta più giovani, tra i 15 e i 30 milioni di anni, TOI-942 è il sistema multi-planetario più giovane trovato finora da TESS», aggiunge Silvano Desidera, ricercatore all’INAF di Padova e co-autore dell’articolo.
Nell’ambito dello stesso progetto Gaps2, ricercatrici e ricercatori continueranno a monitorare TOI-942 per stimare la massa dei due pianeti attraverso il metodo delle velocità radiali, ovvero misurando il minuscolo effetto gravitazionale dei pianeti sulla loro stella ospite. Il sistema sarà anche oggetto di osservazioni da parte di CHEOPS, la nuova missione spaziale dell’ESA per lo studio degli esopianeti, che misurerà la dimensione dei due pianeti con precisione ancora maggiore. Combinando le informazioni su massa e dimensione, sarà possibile studiare la densità e dunque la composizione di questi pianeti, aggiungendo nuovi pezzi al grande puzzle sulle teorie di formazione ed evoluzione planetaria.