La scoperta di pianeti extra-solari si è sicuramente riscaldata negli ultimi anni. Con la distribuzione di Kepler missione nel 2009, sono state scoperte diverse migliaia di candidati esopianeti e oltre 2.500 sono stati confermati. In molti casi, questi pianeti sono stati giganti gassosi in orbita vicino alle rispettive stelle (alias "Hot Jupiters"), che ha confuso alcune nozioni comuni su come e dove si formano i pianeti.
Oltre a questi enormi pianeti, gli astronomi hanno anche scoperto una vasta gamma di pianeti che vanno da enormi pianeti terrestri ("Super-Terre) a giganti di dimensioni di Nettuno. In uno studio recente, un team internazionale di astronomi ha scoperto tre nuovi esopianeti in orbita attorno a tre stelle diverse. Questi pianeti sono un interessante lotto di reperti, composto da due "Saturno caldo" e un Super-Nettuno.
Questo studio, intitolato "La scoperta di WASP-151b, WASP-153b, WASP-156b: approfondimenti sulla migrazione dei pianeti giganti e il limite superiore del deserto nettuniano", è recentemente apparso sulla rivista scientifica Astronomia e AstrofisicaS. Guidato da Olivier. D. S. Demangeon, ricercatore dell'Istituto di astrofisica e scienze spaziali in Portogallo, il team ha utilizzato i dati dell'indagine SuperWASP sulla caccia agli esopianeti per rilevare i segni di tre nuovi giganti del gas.
La ricerca Super Wide Angle for Planets (SuperWASP) è un consorzio internazionale che utilizza la fotometria di transito grandangolare per monitorare il cielo notturno per eventi di transito. Il programma si basa su osservatori robotici situati in due continenti - SuperWASP-North, situato presso l'Osservatorio del Roque de los Muchachos nelle Isole Canarie; e SuperWASP South, presso l'Osservatorio astronomico sudafricano, vicino a Sutherland, in Sudafrica.
Dai dati del sondaggio SuperWASP, la dott.ssa Demangeon e i suoi colleghi sono stati in grado di rilevare tre segnali di transito provenienti da tre stelle distanti: WASP-151, WASP-153 e WASP-156. Questo è stato poi seguito da osservazioni spettroscopiche eseguite utilizzando l'Osservatorio dell'Alta Provenza in Francia e l'Osservatorio La Silla in Cile, che hanno permesso al team di confermare la natura di questi pianeti.
Da questo, hanno determinato che WASP-151b e WASP-153b sono due "Saturni caldi", nel senso che sono giganti gassosi a bassa densità con orbite vicine. Orbitano attorno ai loro rispettivi soli, che sono entrambe le prime stelle di tipo G (alias nane gialle, come il nostro Sole), con un periodo orbitale di 4,53 e 3,33 giorni. WASP-156b, nel frattempo, è un Super-Nettuno che orbita attorno a una stella di tipo K (nana arancione). Come hanno indicato nel loro studio:
“WASP-151b e WASP-153b sono relativamente simili. Le loro masse di 0,31 e 0,39 M Jup e gli assi semi-maggiori di 0,056 UA e 0,048 UA indicano rispettivamente due oggetti di dimensioni di Saturno attorno alle stelle di tipo G di magnitudo V ~ 12,8. Il raggio di 0,51 R Jup di WASP-156b suggerisce un Super-Nettuno e lo rende il pianeta più piccolo mai rilevato da WASP. La sua massa di 0,128 M Jup è anche la terza più leggera rilevata da WASP dopo WASP-139b e WASP-107b. Inoltre è interessante il fatto che WASP-156 sia una stella di tipo K brillante (magV = 11,6). ”
Nel loro insieme, questi pianeti rappresentano alcune importanti opportunità per la ricerca sugli esopianeti. Come indicano, "questi tre pianeti si trovano anche vicino (WASP-151b e WASP-153b) o al di sotto (WASP-156b) al limite superiore del deserto nettuniano". Questo si riferisce ai confini che gli astronomi hanno osservato intorno alle stelle dove è improbabile che si trovino pianeti di dimensioni di Nettuno.
Fondamentalmente, di tutti i pianeti extrasolari di breve periodo (meno di 10 giorni) fino ad ora scoperti, la maggioranza tendeva ad essere nella categoria "Super-Terra" o "Super-Giove". Questo deficit di pianeti simili a Nettuno è stato attribuito a diversi meccanismi quando si tratta della formazione e dell'evoluzione dei Giove caldi e delle super-Terre di breve periodo, oltre che essere il risultato della deplezione di gas dell'involucro causata dalla radiazione ultravioletta di una stella .
Finora sono stati scoperti solo nove "Super-Nettuno"; quindi quest'ultima scoperta (che conosce bene le caratteristiche) dovrebbe offrire molte opportunità di ricerca. O come spiegano il dott. Demangeon e i suoi colleghi nello studio:
“WASP-156b, essendo uno dei pochi Super Nettuno ben caratterizzati, aiuterà a limitare la formazione di pianeti di dimensioni di Nettuno e la transizione tra giganti gassosi e glaciali. Le stime dell'età di queste tre stelle confermano la tendenza di alcune stelle ad avere un'età girocronologica significativamente inferiore alle loro età isocroniche. "
Il team ha anche offerto alcune possibili spiegazioni per l'esistenza di un "deserto nettuniano" sulla base delle loro scoperte. Per cominciare, hanno proposto che potrebbe essere responsabile una migrazione ad alta eccentricità, in cui giganti del ghiaccio delle dimensioni di Nettuno si formano nei tratti esterni di un sistema stellare e migrano verso l'interno nel tempo. Indicano anche che la loro scoperta offre prove convincenti che la radiazione ultravioletta e l'esaurimento dell'inviluppo di gas potrebbero essere una parte fondamentale del puzzle.
Ma, naturalmente, la dott.ssa Demangeon e i suoi colleghi indicano che saranno necessarie ulteriori ricerche per confermare la loro ipotesi e che sono necessari ulteriori studi per limitare adeguatamente i confini del cosiddetto "deserto nettuniano". Indicano anche che le missioni future come il Satellite per sondaggi sull'esopianeta in transito della NASA e la missione PLATO (Transiti e oscillazioni delle stelle) dell'ESA saranno fondamentali per questi sforzi.
"Ovviamente, è necessaria un'analisi più approfondita per indagare su tutte le possibili implicazioni dietro questa ipotesi", concludono. “Tale analisi non rientra nell'ambito di questo documento, ma riteniamo che valga la pena indagare su questa ipotesi. In questo contesto, sarebbe particolarmente interessante la ricerca di compagni di lungo periodo che avrebbero potuto innescare la migrazione ad alta eccentricità o una stima dell'età indipendente attraverso l'asterosiesmologia con TESS o Platone ”.
Il solo numero di scoperte di esopianeti fatte negli ultimi decenni ha permesso agli astronomi di testare e rivedere teorie comuni su come i sistemi planetari si formano e si evolvono. Queste stesse scoperte hanno anche contribuito a far progredire la nostra comprensione di come è nato il nostro Sistema Solare. Alla fine, essere in grado di studiare una vasta gamma di sistemi planetari, che sono diversi stadi della loro storia, ci sta permettendo di creare una sorta di linea temporale per l'evoluzione cosmica.
