La strana danza degli esopianeti nel sistema stellare TOI-178

Red
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Image from askanews web site
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Milano, 25 gen. (askanews) - Il telescopio spaziale dell'ESA "Cheops" per lo studio degli esopianeti ha osservato un sistema planetario unico, composto da 6 esopianeti, 5 dei quali compiono una singolare danza ritmica mentre orbitano attorno alla loro stella. La scoperta mette alla prova le attuali teorie sulla formazione dei pianeti, perché, a quanto sembra, dimensioni e masse dei pianeti non sembrano seguire uno schema ordinario.

Il team di ricerca, guidato da Adrien Leleu dell'Università di Ginevra che coinvolge anche scienziati dell'Universita di Berna in Svizzera, ha pubblicato i risultati dello studio sulla rivista "Astronomy & Astrophysics".

Gli astronomi già sapevano che il sistema planetario TOI-178, a circa 200 anni luce da noi, nella costellazione dello Scultore, ospitava almeno 2 o più esopianeti, dopo averlo osservato con il satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA. Nuove osservazioni effettuate con Cheops, dell'ESA, lanciato nel 2019, invece, mostrerebbero che TOI-178 ospita almeno 6 pianeti e che questo sistema stellare alieno ha una caratteristica unica.

Grazie a Cheops, in poco più di 11 giorni di osservazione, gli scienziati sono riusciti a scoprire che i 5 pianeti più esterni - eccetto, dunque, quello più vicino alla stella - seguono una strana danza ritmica ciclica mentre si muovono nelle loro orbite. Questo fenomeno viene chiamato risonanza orbitale e significa che ci sono schemi fissi che si ripetono mentre i pianeti ruotano intorno alla stella.

Una risonanza simile si osserva nelle orbite di tre lune di Giove: Io, Europa e Ganimede. Per ciascuna orbita di Europa, Ganimede ne completa due e Io quattro (schema 4:2:1).

Nel sistema TOI-178, il moto di risonanza è molto più complesso dal momento che coinvolge cinque pianeti, seguendo uno schema 18:9:6:4:3. Mentre il secondo pianeta dalla stella (il primo nello schema) completa 18 orbite, il terzo ne completa 9, il quarto 6 e così via.

Inizialmente gli scienziati avevano scovato solo 4 dei pianeti "danzanti" nella risonanza ma seguendo attentamente lo schema hanno ipotizzato che doveva esserci almeno un altro pianeta nel sistema.

"Abbiamo previsto la sua traiettoria con molta precisione assumendo che fosse in risonanza con gli altri pianeti - ha spiegato il capo del team di ricerca, Adrien Leleu - ulteriori osservazioni con Cheops hanno confermato che il pianeta mancante effettivamente esisteva ed era nell'orbita ipotizzata.

Dopo aver scoperto i rari moti orbitali dei pianeti, gli scienziati erano curiosi di verificare se anche i dati di densità (dimensione e massa) seguissero uno schema metodico; quindi hanno combinato i dati ottenuti da Cheops con osservazioni effettuate con i telescopi terrestri dell'Osservatorio Europeo Australe (ESO, European Southern Observatory) presso l'Osservatorio Paranal in Cile.

La sorpresa è stata grande quando hanno verificato che, mentre i pianeti nel sistema TOI-178 orbitano intorno alla loro stella in maniera molto schematica, le loro densità non seguono affatto alcuno schema classico. Tutt'altro; uno degli esopianeti, un denso pianeta roccioso come la Terra, si trova proprio accanto a un pianeta di dimensioni simili ma molto "soffice", una sorta di mini-Giove e vicino a quest'ultimo ce n'è uno simile a Nettuno.

"Non è ciò che ci aspettavamo - ha ammesso Leleu - è la prima volta che osserviamo una simile disposizione in un sistema planetario. Nei pochi sistemi che conosciamo dove i pianeti orbitano con questo ritmo di risonanza, le densità dei pianeti diminuiscono gradualmente mentre ci si allontana dalla stella, e questo è anche ciò che ci si aspetta in teoria".

Eventi catastrofici come enormi impatti potrebbero spiegare grandi variazioni delle densità di un pianeta, ma il sistema TOI-178 non sarebbe così perfettamente in armonia se accaduto qualcosa del genere nel suo passato.

"Le orbite in questo sistema sono molto ben ordinate, cosa che ci suggerisce che si è evoluto molto dolcemente dalla sua nascita", ha precisato Yann Alibert dell'Università di Berna, co-autore dello studio.

"Risolvere questo eccitante enigma ha richiesto un bel po' di sforzo nella pianificazione, in particolare nel programmare gli 11 giorni di osservazioni continue necessarie per catturare le firme dei diversi pianeti - ha aggiunto Kate Isaak, scienziata del progetto Cheops - questo studio mette molto bene in evidenza il potenziale futuro di Cheops, non solo per meglio caratterizzare i pianeti noti, ma per scovarne e confermarne anche di nuovi".

"Potremmo scoprire altri pianeti che potrebbero essere nella zona abitabile, dove sulla superficie di un pianeta potrebbe essere presente acqua liquida e che comincia appena al di fuori delle orbite dei pianeti che abbiamo scoperto fino a oggi - ha concluso Adrien Leleu - vogliamo inoltre scoprire cosa è successo al pianeta più interno che non è in sintonia con gli altri. Sospettiamo che abbia rotto la risonanza a causa di forze mareali".

"Cheops - ha aggiunto Kate Isaaknon - non solo approfondirà la nostra conoscenza della formazione degli esopianeti, ma anche quella del nostro stesso pianeta e del sistema solare".