Ufficialmente partito nell’agosto del 2012 con l’entrata in funzione dello strumento HARPS-N, il programma di osservazione INAF per la caratterizzazione dei sistemi planetari, Global Architecture of Planetary Systems – GAPS, sta ottenendo risultati sorprendenti.
La sensibilità di HARPS-N, spettrometro chiamato anche il cacciatore di pianeti dell’emisfero boreale montato al Telescopio Nazionale Galileo, è stata in questo ultimo caso utilizzata per rivedere alcune caratteristiche di un sistema planetario già noto.
Esso era già noto per essere composto da una stella 3-4 volte più luminosa del Sole, posta a circa 1400 anni luce da noi, nella costellazione di Ercole, e un pianeta, TrES-4b appunto, identificato nel 2007 utilizzando il metodo dei transiti nell’ambito del Trans-Atlantic Exoplanet Survey. Il pianeta allora risultò essere in un’orbita molto stretta con un periodo di circa 3,5 giorni e un diametro pari a quasi il doppio di quello di Giove ma una massa di poco inferiore a esso. Questo ne fece, tra gli esopianeti noti al momento della scoperta, uno di quelli sia di maggiori dimensioni che di minima densità.
TrES-4b appartiene quindi alla categoria di esopianeti denominati, in gergo, Hot Jupiter, “hot” perché molto vicini alla stella madre e quindi “caldi”, e “Jupiter” per le loro dimensioni paragonabili a quelle del gigante del nostro Sistema Solare. Uno studio successivo determinò inoltre la natura binaria della stella madre.
Il team di GAPS, capeggiato da Alessandro Sozzetti dell’INAF di Torino, che ha pubblicato questo nuovo risultato su A&A, aveva inserito TrES-4b nella lista di quei sistemi planetari noti da sondare più in dettaglio, a caccia di nuovi esopianeti in orbite più esterne. Ma, invece di trovargli un compagno, il gruppo di astronomi lo ha alleggerito! Ossia, nessuna nuova rilevazione, ma la conclusione che il pianeta ha una massa due volte minore di quella precedentemente misurata.
Questa animazione mostra l’oscillazione della stella dovuta al pianeta che gli orbita attorno, più massiccio è il pianeta più è grande l’ampiezza di tale oscillazione. Nasa ©
L’estrema precisione di HARPS-N nel misurare l’ampiezza delle variazioni di velocità radiale indotte dall’azione gravitazionale del pianeta sulla stella madre, ha permesso, infatti, di attribuire tali variazioni a un pianeta molto meno massiccio di quanto si pensasse.
Quindi, pur essendo rimasto voluminoso l’esopianeta si è decisamente smagrito in quanto la sua massa si è ridotta della metà!
TrES-4b Era già, come detto, entrato di merito in quella dozzina di pianeti noti per avere i raggi più grandi, ma ora, essendo ancora meno massiccio di quanto si pensava, è giunto a meritarsi il podio nella categoria dei puffy planets, trai pianeti cioè più voluminosi ma bassissima densità. Medaglia d’argento quindi per TrES-4b che diventa il secondo oggetto meno denso in assoluto a oggi noto, con una massa poco meno della metà di quella di Giove e un raggio di 1,84 raggi gioviani, mentre l’oro lo detiene ancora WASP-17b con i suoi 1,93 raggi gioviani e massa comparabile.
Potrebbe tranquillamente galleggiare sul mare, ammesso che se ne trovasse uno così enorme da contenerlo!
Ma cosa significa questo risultato per la comunità scientifica che studia gli esopianeti? Lo abbiamo chiesto ad Alessandro Sozzetti: “Questa è una delle tante sfide che la scienza ci pone. Sui pianeti extrasolari c’è ancora tantissimo da scoprire e, quindi, da capire. In questo caso particolare dobbiamo comprendere come questi giovi caldi siano così rigonfi! Al di là delle cause, ancora tutte da accertare, che hanno portato in passato a una misura della massa parecchio maggiore rispetto a quella da noi oggi rilevata, c’è da risolvere la questione di come si siano formati tali corpi.
Noi sappiamo che un pianeta gassoso più è caldo, più si gonfia per un effetto di espansione. Ma il forte irraggiamento a cui sono sottoposti gli hot Jupiters non è sufficiente a spiegare casi estremi come quello di TrES-4b, che ha una densità 15 volte inferiore a quella di Giove! Con buone probabilità la risposta sta nei dettagli, ancora sconosciuti, della formazione, composizione ed evoluzione di questi oggetti. A vent’anni dalla scoperta del primo hot Jupiter attorno alla stella 51 Pegasi, per molti versi siamo ancora solo all’inizio del cammino verso la comprensione di questa affascinante classe di sistemi planetari.”
Se volete delle risposte, restate quindi sintonizzati sul Programma di osservazione GAPS!
Link all’articolo: The GAPS Programme with HARPS-N@TNGVI: The Curious Case of TrES-4b