Un team di scienziati guidato dall'astronomo Ján Šubjak della Divisione Stellare dell'Istituto Astronomico del CAS e del Centro di Astrofisica dell'Università di Harvard e della Smithsonian Institution ha recentemente annunciato un'importante scoperta nel campo della ricerca sugli esopianeti. Utilizzando i dati della missione spaziale TESS e le osservazioni a terra dello spettrografo HARPS in Cile, è stata confermata l'esistenza di un esopianeta mini-nettuno, chiamato TOI-2458 b.
La scoperta del mini-nettuno TOI-2458 b
TOI-2458 b è stato identificato per la prima volta come un pianeta in transito: muovendosi davanti alla sua stella madre, provoca una diminuzione periodica della sua luminosità. I cambiamenti nella luminosità della stella hanno indotto gli scienziati a effettuare ulteriori osservazioni dettagliate. La combinazione dei dati del satellite TESS e delle misure spettroscopiche ha permesso di determinare le dimensioni, la massa e altre proprietà del pianeta.
Il pianeta TOI-2458 b ha un raggio di circa 2,8 volte quello della Terra e una massa di circa 13,3 volte quella terrestre. Orbita in un'orbita molto stretta - una rivoluzione intorno alla stella dura solo 3,74 giorni. Ciò significa che il pianeta si trova in un ambiente molto caldo, dove le condizioni non sono favorevoli alla vita.
La stella madre e le sue insolite proprietà
Anche la stella attorno alla quale orbita TOI-2458 b ha attirato l'attenzione degli scienziati. Si tratta di una stella di tipo F con una massa leggermente superiore a quella del nostro Sole e una temperatura superficiale di circa 6.000 K. Le analisi mostrano che la stella è in una fase avanzata della sua evoluzione e sta iniziando a lasciare la sequenza principale, suggerendo un'età di circa 5,7 miliardi di anni.
Un'altra scoperta sorprendente è stata la rapida rotazione della stella, che dura solo 9 giorni, insieme a un ciclo di attività magnetica molto breve di 54 giorni. Questa combinazione è inusuale per le stelle di tipo F. Cicli così brevi sono stati osservati solo in poche stelle, come τ Boo, nota per la sua interazione con un esopianeta caldo di tipo gioviano (nota: secondo l'Istituto di Lingua Ceca del CAS abbiamo un pianeta Giove o Nettuno nel Sistema Solare, ma se si tratta di un tipo di esopianeta, si consiglia di dire "Giove caldo", "mini Nettuno", ecc.)
"Le nostre osservazioni suggeriscono che questo sistema è dinamicamente molto interessante". afferma il Dr. Šubjak. "La rapida rotazione e l'attività magnetica della stella potrebbero essere il risultato di interazioni passate con oggetti planetari".
Scoperto un altro pianeta nel sistema TOI-2458
Ulteriori indagini sul sistema planetario TOI-2458 hanno individuato la presenza di un secondo pianeta che orbita a una distanza maggiore dalla stella. Questo pianeta ha un periodo orbitale di circa 16,5 giorni, il che significa che è più lontano dalla stella rispetto a TOI-2458 b. I modelli dinamici suggeriscono che la sua massa è compresa tra 10 e 25 volte quella della Terra, ma saranno necessarie ulteriori osservazioni per determinare con maggiore precisione le sue proprietà.
La storia della formazione del sistema e il ruolo del Giove caldo perduto
Uno dei risultati più importanti di questo studio è l'ipotesi che il sistema planetario di TOI-2458 possa aver incluso in passato un Giove caldo. Contrariamente alle ipotesi che suggeriscono la migrazione di questi pianeti dalle parti esterne del disco protoplanetario, questo Giove caldo potrebbe essersi formato in situ a una distanza molto ravvicinata dalla stella.
Nel corso del tempo, tuttavia, il pianeta gigante è stato inghiottito dalla stella a causa delle interazioni mareali. Questo processo potrebbe spiegare perché TOI-2458 sta ruotando in modo insolitamente veloce. "L'ingestione di un pianeta massiccio potrebbe aver conferito alla stella una notevole coppia rotazionale". spiega il dott. Šubjak.
Impatto sulle dinamiche attuali del sistema
Se l'ipotesi di un Giove caldo perduto è valida, la sua presenza in passato avrebbe influenzato in modo significativo la dinamica delle orbite dei pianeti rimanenti. Gli scienziati ritengono che le interazioni gravitazionali possano aver portato all'insolita inclinazione orbitale del mini-Nettuno TOI-2458 b, che ora orbita attorno ai poli della sua stella. Questa inclinazione potrebbe essere il risultato di risonanze secolari che hanno agito sul pianeta nelle prime fasi del sistema, prima che il Giove caldo entrasse a spirale nella sua stella.
Implicazioni per la ricerca sugli esopianeti e la formazione di sistemi planetari
Se confermata, questa ipotesi potrebbe fornire nuove conoscenze su come i sistemi stellari interagiscono con i pianeti che orbitano nelle loro vicinanze. Le osservazioni future potrebbero fornire ulteriori prove a favore di questa teoria, rivelando al contempo maggiori dettagli sui processi dinamici dei sistemi esoplanetari. Studi simili potrebbero anche rivelare quanto siano comuni questi scenari nella nostra Galassia e quali condizioni devono essere soddisfatte per la formazione e la stabilità a lungo termine di tali sistemi. "Il sistema TOI-2458 ci mostra che l'Universo è pieno di sorprese e pone nuove sfide ai nostri modelli di formazione dei pianeti". aggiunge il dott. Šubjak.
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Istituto di astronomia del CAS/ gnews - RoZ
Illustrazione del sistema TOI-2458 in una visione di intelligenza artificiale. Immagine creata con DALL-E, OpenAI
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