Situata nella costellazione dell’Orsa Maggiore, a circa 300 anni luce dalla Terra, si trova la stella simile al Sole HD 118203 (Liesma). Nel 2006, gli astronomi hanno rilevato un esopianeta (HD 118203 b) simile per dimensioni e due volte più massiccio di Giove, che orbita molto vicino a Liesma (7% della distanza tra Terra e Sole), rendendolo un “Hot Jupiter.” In uno studio recente, un team internazionale di astronomi ha annunciato la scoperta di un secondo esopianeta in questo sistema: un Super Giove con un’orbita ampia attorno alla sua stella. In sintesi, hanno scoperto un “Cold Super-Jupiter” nei dintorni di questo sistema.
Gracjan Maciejewski – Professore Associato presso l’Istituto di Astronomia dell’Università Nicolaus Copernicus (NCU) a Torun, Polonia – ha guidato lo studio, recentemente pubblicato nella rivista Astronomy & Astrophysics. È stato affiancato da ricercatori del Dipartimento di Astronomia e Astrofisica e del Centro per gli Esopianeti e i Mondi Abitabili presso la Pennsylvania State University (PSU), dell’Instituto de Astrofísica de Canarias, l’Agencia Espacial Española (AEE), dell’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) e del Centro per i Sondaggi Astrofisici presso il National Center for Supercomputing Applications (NCSA).
Secondo il loro studio, il pianeta (HD 118203 c) ha una massa fino a undici volte quella di Giove e orbita attorno alla sua stella madre a una distanza di 6 AU (sei volte la distanza tra Terra e Sole), con un periodo di 14 anni. Gli astronomi hanno scoperto la stella madre nel 1891 utilizzando il telescopio Draper, ora situato nell’Istituto di Astronomia NCU a Piwnice, vicino a Torun. Liesma è una nana gialla di tipo G (come il nostro Sole), ma con una massa superiore del 20% e il doppio delle dimensioni. Gli astronomi stimano che la stella e il suo intero sistema planetario siano leggermente più antichi del Sole (circa 5 miliardi di anni).
L’astrographo di Henry Draper (1891), donato dall’Osservatorio di Harvard nel 1947. Credito: Andrzej Romanski
Sebbene gli astronomi sapessero da quasi vent’anni che un pianeta piuttosto massiccio orbita attorno a HD 118203, è stato solo nel 2006 che è stato confermato utilizzando misurazioni di Velocità Radiale (Spettroscopia Doppler). Tuttavia, queste misurazioni indicavano una tendenza lineare che suggeriva la possibilità di un pianeta compagno con un’orbita più ampia. La presenza di un altro pianeta indicherebbe che il sistema ha un’architettura orbitale gerarchica, che potrebbe aiutare gli astronomi a comprendere meglio le origini degli hot Jupiter. Come ha spiegato il Prof. Andrzej Niedzielski, co-autore dello studio, in una notizia NCU:
“Le osservazioni Doppler, tuttavia, suggerivano che non si trattava della fine della storia, che potrebbe esserci un altro pianeta là fuori. Pertanto, abbiamo immediatamente incluso questo sistema nei nostri programmi di osservazione. Inizialmente, come parte del programma di ricerca di esopianeti Torun-Pennsylvania, condotto in collaborazione con il Prof. Aleksander Wolszczan, abbiamo monitorato l’oggetto con uno dei più grandi strumenti ottici sulla Terra, il telescopio Hobby-Eberly di nove metri in Texas.”
I risultati sono stati così promettenti che il team internazionale ha continuato a osservare la stella utilizzando il Telescopio Nazionale Galileo (TNG) presso l’Osservatorio Roque de los Muchachos. Ma prima, era necessario escludere la possibilità che ci fossero altri pianeti nascosti nel sistema. “Ho analizzato osservazioni fotometriche ottenute con il telescopio spaziale Transiting Exoplanet Survey Satellite, dimostrando che non c’erano altri pianeti attorno a HD 118203 più grandi del doppio delle dimensioni della Terra, e quindi non sufficientemente massicci da essere rilevanti per lo studio della dinamica del sistema,” ha affermato Julia Sierzputowska – studentessa di astronomia e coautrice dello studio.
Entro il 2023, il team ha ottenuto dati solidi su un Super Giove con un’orbita ampia, dimostrando che HD 118203 era un sistema planetario gerarchico. Ha dichiarato il Prof. Maciejewski:
“La pazienza ripaga. Le nuove osservazioni raccolte a marzo 2023 si sono rivelate cruciali per determinare i parametri orbitali del pianeta. Inoltre, poiché ci vogliono diversi anni affinché un pianeta orbiti attorno alla sua stella, siamo stati in grado di combinare le nostre osservazioni Doppler con misurazioni astrometriche disponibili per determinare senza ambiguità la sua massa. Questo ci ha permesso di costruire un modello completo di questo sistema planetario e studiare il suo comportamento dinamico.”
Astronomi dell’NCU hanno scoperto un nuovo pianeta nella costellazione dell’Orsa Maggiore. Credito: Andrzej Romanski
La configurazione è peculiare, con un pianeta che orbita vicinissimo alla sua stella (formando una coppia) mentre un secondo orbita abbastanza da creare un’altra coppia con il primo. Sebbene entrambi i pianeti siano massicci e abbiano orbite piuttosto allungate, la loro influenza gravitazionale reciproca non destabilizza il sistema nel corso degli eoni. Secondo il loro studio, questo è dovuto agli effetti della Relatività Generale, che impedisce ai pianeti di cambiare costantemente la forma delle loro orbite e l’orientamento nello spazio.
Questo rende HD 118203 uno dei pochi sistemi gerarchici conosciuti dagli astronomi, che contribuirà a chiarire teorie su come si formano i pianeti massicci. Ciò, a sua volta, consentirà agli astronomi di apprendere di più sulla formazione e l’evoluzione dei giganti gassosi nel nostro Sistema Solare – Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Il team internazionale ha inoltre in programma di continuare a raccogliere dati su questo sistema nella speranza di trovare ulteriori esopianeti.
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