Usando una combinazione di telescopi, tra cui il VLT dell’ESO, alcuni astronomi hanno rivelato un sistema composto da sei esopianeti, cinque dei quali si muovono con una cadenza inusuale intorno alla propria stella centrale. Scopriamo TOI-178

Quando l’equipe ha osservato per la prima volta TOI-178, una stella a circa 200 anni luce di distanza da noi nella costellazione dello Scultore, ha pensato di aver individuato due esopianeti che le giravano intorno sulla stessa orbita. Tuttavia, uno sguardo più attento ha rivelato qualcosa di completamente diverso.

Rappresentazione artistica del sistema planetario TOI-178
Rappresentazione artistica del sistema planetario TOI-178. Credit: ESO

La ricerca

La nuova ricerca ha rivelato che il sistema vanta sei esopianeti e che tutti, tranne quello più vicino alla stella, sono bloccati in una danza ritmica lungo l’orbita. In altre parole, sono in risonanza. Ciò significa che ci sono schemi che si ripetono mentre i pianeti girano intorno alla stella, con alcuni pianeti che si allineano ogni poche orbite. Una risonanza simile si osserva nelle orbite di tre lune di Giove: Io, Europa e Ganimede. Io, la più vicina delle tre a Giove, compie quattro orbite complete intorno a Giove per ogni orbita di Ganimede, la più lontana, e due orbite complete per ogni orbita di Europa.

Una catena di risonanza

I cinque esopianeti esterni del sistema TOI-178 seguono una catena di risonanza molto più complessa, una delle più lunghe mai scoperte in un sistema planetario. Mentre le tre lune di Giove sono in risonanza 4:2:1, i cinque pianeti esterni nel sistema TOI-178 seguono una catena 18:9:6:4:3: mentre il secondo pianeta dalla stella (il primo nella catena di risonanza) completa 18 orbite, il terzo pianeta dall’inizio (il secondo della catena) completa 9 orbite e così via. In effetti, gli scienziati inizialmente hanno trovato solo cinque pianeti nel sistema, ma seguendo il ritmo di risonanza hanno calcolato dove si sarebbe dovuto trovare nella sua orbita un ulteriore pianeta quando avrebbero avuto una finestra per osservare il sistema. Più che una semplice curiosità orbitale, questa danza di pianeti risonanti fornisce indizi sul passato del sistema. Se il sistema fosse stato disturbato significativamente nella sua vita passata, per esempio da un impatto gigantesco, questa fragile configurazione di orbite non sarebbe sopravvissuta.

Animazione artistica delle orbite e delle risonanze TOI-178 

Ma anche se la disposizione delle orbite è regolare e ben ordinata, le densità dei pianeti “sono molto più disordinate“, afferma Nathan Hara dell’Université de Genève, Svizzera, anch’egli coinvolto nello studio. “Sembra che ci sia un pianeta denso come la Terra proprio accanto a un pianeta molto rarefatto con metà della densità di Nettuno, seguito da un pianeta con la densità di Nettuno. Non è quello a cui siamo abituati”. Nel nostro Sistema Solare, per esempio, i pianeti sono disposti in modo ordinato, con i pianeti rocciosi e più densi più vicini alla stella centrale e i pianeti gassosi a bassa densità più lontani. “Questo contrasto tra l’armonia ritmica del movimento orbitale e le densità disordinate certamente sfida la nostra comprensione della formazione e dell’evoluzione dei sistemi planetari”, afferma Adrien Leleu dell’Université de Genève e dell’Università di Berna, Svizzera, che ha condotto un nuovo studio del sistema.

I sei esopianeti

L’Extremely Large Telescope

Sebbene nessuno dei sei esopianeti trovati si trovi nella zona abitabile della stella, i ricercatori suggeriscono che, continuando la catena di risonanza, potrebbero trovare, in questa zona o nelle sue vicinanze, qualche altro pianeta. L’Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO, l’inizio delle cui operazioni è previsto in questo decennio, sarà in grado di visualizzare direttamente gli esopianeti rocciosi nella zona abitabile di una stella e persino di caratterizzarne l’atmosfera, offrendo l’opportunità di conoscere in maggior dettaglio sistemi come TOI-178.

Riferimenti:

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