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Toi 1807-b, il più giovane esopianeta con orbita ultra-breve

La sua orbita attorno alla stella madre dura solo 13 ore. Parliamo dell’esopianeta TOI-1807b, il più giovane pianeta cosiddetto Usp (da ultra-short period, periodo orbitale ultra-breve) scoperto finora e oggetto di una nuova ricerca in via di pubblicazione su Astronomy & Astrophysics.

Lo studio, firmato da un team internazionale guidato da ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e dell’Università degli studi di Padova, si basa sui dati ottenuti dallo spettrografo Harps-N installato sul Telescopio Nazionale Galileo dell’Inaf alle Canarie.

Scoperto nel 2020 grazie al telescopio Tess della Nasa, TOI-1807b è conosciuto come uno dei pochi pianeti ad avere un periodo di rivoluzione attorno alla propria stella inferiore a un giorno terrestre. Per fare un confronto nel Sistema solare, l’orbita di Mercurio – cioè il pianeta più vicino al Sole – dura 88 giorni, mentre come sappiamo un anno sulla Terra dura 365 giorni.

«Questo pianeta – spiega il primo autore del paper, Domenico Nardiello, assegnista di ricerca presso l’Inaf di Padova – è interessante per una serie di aspetti: è il più giovane Usp mai osservato finora, con un’età di appena 300 milioni di anni, e ha una densità simil terrestre. Inoltre grazie ai dati Tess e soprattutto grazie ai dati Harps-N abbiamo calcolato con estrema precisione sia il raggio del pianeta che la massa».

BD+39 2643 è la stella (di tipo spettrale K più fredda del Sole) al centro di questo sistema planetario ed è essa stessa molto giovane: come TOI-1807b, ha circa 300 milioni di anni. Probabilmente, in questo ‘breve’ lasso di tempo, un’eventuale atmosfera costituita da idrogeno e elio (tipica di pianeti molto giovani) potrebbe già essere stata spazzata via tramite fotoevaporazione a causa dell’estrema vicinanza stella-pianeta, lasciando scoperto il nucleo roccioso del pianeta stesso. La distanza tra i due oggetti è circa un centesimo della distanza Terra-Sole e circa 1/30 della distanza che separa Mercurio dal Sole. Nel paper, i ricercatori affermano che è molto verosimile che l’atmosfera dei pianeti Ups evapori in circa 100 milioni di anni.

I pianeti Usp conosciuti finora hanno tutti età superiori al miliardo di anni. Pianeti simili, sebbene siano facilmente identificabili grazie al periodo orbitale molto corto, sono al contempo molto rari.  «Il gran quantitativo di dati di altissima qualità raccolti da Harps-N ha permesso che questo lavoro riuscisse. Abbiamo usato quasi 170 spettri della stella ottenuti nell’arco di due anni con una strategia osservativa ad-hoc per questo tipo di pianeti. La stella, essendo giovane, è molto attiva, e questo risulta essere un problema quando si tenta di identificare un pianeta nelle serie di velocità radiali. Abbiamo quindi utilizzato tecniche all’avanguardia sviluppate negli ultimi anni per separare il segnale relativo all’attività stellare dal segnale del pianeta. Senza l’utilizzo di queste tecniche, è praticamente impossibile identificare il pianeta, poiché il suo segnale è estremamente debole», spiega Luca Malavolta del Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei” – Università di Padova e co-autore dello studio.

L’obiettivo del team era quello di studiare TOI-1807b per derivare la sua massa e capire se avesse o meno un’atmosfera estesa, simile a quella osservata in alcuni pianeti più giovani ma più lontani dalla stella ospite. Analizzando i dati Tess per studiare i transiti del pianeta e ricavare il raggio del pianeta, i ricercatori hanno scoperto che l’oggetto ha un nucleo composto dal 25% di ferro e nessuna atmosfera estesa.

«Fino a qualche anno fa – conclude Nardiello – non potevamo minimamente immaginare che potessero esistere pianeti così vicini alla propria stella ospite. Oggi, grazie al progredire della tecnologia, non solo siamo in grado di identificarli, bensì anche di conoscere con estrema precisione la loro età, tutte le caratteristiche fisiche, se hanno o meno un’atmosfera e come questa si sia evoluta nel tempo. Ciò favorirà molto la comprensione di come i pianeti (inclusa la Terra) si siano formati e quali condizioni permettano la nascita della vita».

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