Sale a quattro il numero dei pianeti individuati nel sistema Kepler-51, noto per ospitare tre pianeti ‘super-puff’, corpi celesti con una densità straordinariamente bassa, paragonabile a quella dello zucchero filato.
I risultati di questa scoperta, compiuta grazie al telescopio spaziale James Webb, sono riportati in uno studio guidato da un gruppo di ricercatori della Penn State e dell’Università di Osaka e pubblicato su The Astronomical Journal.
Il sistema Kepler-51, situato a 2.600 anni luce dalla Terra, è una vera rarità: i suoi tre pianeti super puff sono grandi quanto Saturno, ma con una massa di appena qualche volta quella della Terra. Incredibilmente poco densi, possiedono enormi atmosfere composte principalmente da idrogeno ed elio. Una struttura planetaria così insolita ha, chiaramente, sollevato interrogativi importanti: come si formati? E in che modo questi mondi ultra leggeri riescono a mantenere atmosfere così vaste, nonostante la radiazione intensa della loro giovane stella madre? A un passo dall’avere una risposta, la scoperta di un quarto pianeta – ribattezzato Kepler-51e – ha ulteriormente complicato il quadro.
Kepler-51e non è stato osservato in transito, cioè non è stato visto passare davanti alla sua stella come gli altri pianeti, ma è stato identificato indirettamente grazie alle variazioni nei tempi di transito (in inglese transit timing variations). Questo fenomeno si verifica quando l’attrazione gravitazionale tra pianeti altera leggermente la loro orbita, facendo sì che transitino davanti alla loro stella un po’ prima o un po’ dopo del previsto.
L’indizio principale è arrivato nel giugno 2023, quando gli occhi erano puntati su Kepler-51d, il terzo pianeta del sistema. In quell’occasione, il pianeta è transitato davanti alla stella due ore prima del previsto, un’anomalia ben al di fuori della finestra di incertezza di 15 minuti prevista dal modello a tre pianeti. Una discrepanza di questo tipo poteva essere spiegata solo introducendo un quarto pianeta che, in effetti, si è rivelato essere parte del sistema.
Secondo le nuove analisi, Kepler-51e ha una massa simile agli altri pianeti e un’orbita circolare di circa 264 giorni.
«I pianeti super puff sono piuttosto rari e quando si scovano, di solito sono gli unici in un sistema planetario», sottolinea Jessica Libby-Roberts, co-autrice dello studio. «Spiegare come si siano formati tre super puff in un unico sistema era già una sfida; ora dobbiamo confrontarci con un quarto pianeta, sia esso super puff oppure no, e non possiamo escludere che ce ne siano altri ancora».
L’aggiunta di questo pianeta al modello ha modificato le stime sulla massa e le proprietà degli altri, quindi le possibili spiegazioni sulla formazione ed evoluzione del sistema. Sebbene Kepler-51b, Kepler-51c e Kepler-51d siano ora considerati leggermente più massicci di quanto calcolato inizialmente, rimangono nella categoria super puff. Non è ancora chiaro se anche Kepler-51e vi appartenga, poiché il suo raggio e la sua densità non sono ancora stati determinati.
«Kepler-51e ha un’orbita leggermente più ampia di quella di Venere e si trova appena all’interno della zona abitabile della stella. Dedicando quindi il giusto tempo alle osservazioni, potremmo scoprire molte altre cose interessanti oltre quella distanza», continua Libby-Roberts. «Continuare a studiare le variazioni nei tempi di transito potrebbe aiutarci a scoprire pianeti più distanti dalle loro stelle e forse supportare la nostra ricerca di pianeti potenzialmente abitabili».
Nel frattempo, i ricercatori stanno analizzando il resto dei dati raccolti da James Webb, che potrebbero fornire informazioni sull’atmosfera di Kepler-51d, utili a risalire ai meccanismi di formazione di questi rari pianeti.
In apertura: illustrazione di Kepler-51e, scoperto grazie al telescopio James Webb. Crediti: Nasa
