Negli ultimi anni, il numero di pianeti extrasolari conosciuti (noti anche come esopianeti) è aumentato in modo esponenziale. Fino ad oggi, sono stati confermati 5.799 esopianeti in 4.310 sistemi stellari, con migliaia di ulteriori candidati in attesa di conferma. Ciò che ha suscitato particolare interesse tra gli astronomi è il fatto che le stelle di tipo M (nane rosse) sembrano essere molto abili nella formazione di pianeti rocciosi. In particolare, gli astronomi hanno rilevato molti giganti gassosi e pianeti che hanno masse diverse volte quella della Terra (Super-Terre) che orbitano attorno a queste stelle fredde e a bassa massa.
Prendiamo in considerazione TOI-6383A, una nana fredda con meno della metà della massa del Sole che orbita attorno a un compagno ancora più piccolo e freddo: la nana rossa TOI-6383B. In un studio recente, un team internazionale di astronomi del progetto “Searching for Giant Exoplanets around M-dwarf Stars” (GEMS) ha rilevato un gigante planetario che transita di fronte alla stella primaria, designata TOI-6383Ab. Questo pianeta è simile in dimensione e massa alla stella compagna del sistema, il che solleva interrogativi sulla formazione di pianeti giganti nei sistemi di stelle nane rosse.
Il team era guidato da Lia Marta Bernabò, un’astronoma dottoranda dell’Università del Texas ad Austin (UTA) e del Centro Aerospaziale Tedesco (DLR). Si è unita a lei una serie di colleghi della collaborazione GEMS, che comprende astronomi del Centro per l’Abitabilità dei Sistemi Planetari, del Laboratorio Terra e Pianeti della Carnegie Science, del Centro per Esopianeti e Mondi Abitabili, dell’Istituto di Fisica dei Particelle e Astrofisica dell’ETH di Zurigo, dell’Istituto Anton Pannekoek per l’Astronomia, NOIRLab, del NASA Goddard Space Flight Center e di molte università e istituti. Il documento che dettaglia i loro risultati è stato recentemente accettato per la pubblicazione dall’Astronomical Journal.
Una stella gigante orbita attorno a una delle stelle del sistema binario TOI-6383. Poiché entrambe le stelle sono nane, si presenta un problema riguardante il budget di massa. Credito: DLR.
Il sistema TOI6383 è composto da due nane rosse situate a circa 560 anni luce dalla Terra. La stella primaria (A) ha una massa di circa il 46% di quella del Sole e dimensioni simili, con una temperatura superficiale stimata di 3444 K (3.170 °C; 5.740 °F) – circa il 60% della temperatura superficiale del Sole. Il suo compagno (B) ha una massa pari al 20,5% del Sole, il 22% delle sue dimensioni, e una temperatura superficiale stimata di 3121 K (2848 °C; 5.158 °F). Nel frattempo, TOI6383Ab ha una massa e dimensioni paragonabili a quelle di Giove e un periodo orbitale di circa 1,79 giorni.
Grazie alla copertura dell’intero cielo da parte del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, il team di GEMS si dedica alla ricerca di giganti esopianeti attorno a stelle di classe M (GEMS) utilizzando il Metodo del Transito (Fotometria di Transito). Questo prevede il monitoraggio delle stelle per rilevare cali periodici di luminosità, che potrebbero indicare la presenza di pianeti che passano (ovvero transitano) davanti alle loro stelle madri rispetto all’osservatore. L’esopianeta è stato rilevato da TESS ed è stato confermato attraverso una combinazione di fotometria di follow-up e misurazioni della velocità radiale utilizzando telescopi da terra.
Questo sondaggio mira a mettere alla prova le teorie sulla formazione dei pianeti, che possono essere suddivise in due principali categorie. Il primo scenario è il modello di accrescimento del nucleo, in cui i planetesimi si coagulano attorno a un nucleo massiccio. Tuttavia, questo modello è stato messo in discussione negli ultimi decenni, principalmente perché non è coerente con il budget di massa e le tempistiche per la formazione delle nane M. Le nane stellari tendono ad avere dischi protoplanetari meno massicci attorno a loro, il che significa che non c’è materiale sufficiente per formare pianeti giganti.
Il secondo scenario è il modello di formazione rapida, in cui un massiccio disco protostellare si disintegra in grumi sotto la propria gravità, che poi accrescono materiale e formano pianeti. La scoperta di questo ultimo pianeta massivo attorno a una stella a bassa massa aiuterà gli astronomi a testare questi modelli concorrenti. Fino ad oggi, solo 20 massicci esopianeti sono stati rilevati attorno a nane rosse di tipo M. L’indagine GEMS cerca di aumentare questo inventario ad almeno 40, dopodiché potranno essere effettuati test più precisi su questi modelli.
Ulteriori letture: Istituto di Ricerca Planetaria DLR, Astronomical Journal
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