Illustrazione artistica di Ltt 9779b. Crediti: Ricardo Ramirez, Universidad de Chile
Super-Terre, sub-Terre, super-Giove, Goldilocks, Gioviani caldi, ctoni, paffuti, super-paffuti, mini-nettuno, hoptuni: di tipologie di mondi oltre il Sistema solare – catalogati sulla base di proprietà quali massa, temperatura, parametri orbitali, etc – ce ne sono tantissime. E chissà quante altre ne scopriremo e quali altri nomi gli astronomi dovranno inventarsi per descrivere una nuova categoria. È il caso di Ltt 9779b, un nuovo mondo che per caratteristiche possedute non rientra in nessuna delle categorie precedenti, tant’è che gli astronomi hanno dovuto crearne una nuova, quella degli Ultra Hot-Neptune. A descrivere la scoperta è un articolo appena pubblicato su Nature Astronomy, frutto del lavoro di un team di astronomi guidati dall’Università del Cile.
Le prime indicazioni dell’esistenza di Ltt 9779b sono state ottenute dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess), il telescopio spaziale targato Nasa, che ne ha rilevato il transito quando il pianeta è passato davanti alla sua stella madre, bloccando parte della luce. In questo caso la stella osservata era la 9779ma stella del catalogo Luyten Two-Tenths, Ltt 9779: una stella di tipo solare, distante 260 anni luce dalla Terra.
Il segnale di transito del pianeta è stato rilasciato come un Tess Alert nell’ottobre del 2018. Poco meno di un mese dopo, grazie alle osservazioni effettuate con lo strumento Harps (High Accuracy Radial-velocity Planet Searcher) montato sul telescopio da 3.6 m dell’Osservatorio Eso La Silla, nel nord del Cile, arriva la conferma: il segnale è di un corpo di massa planetaria.
Si tratta, come anticipato, di un Ultra Hot-Neptune, il primo della sua specie. L’aggettivo ‘nettuniano’ viene dato a quei pianeti la cui massa è simile o maggiore a quella di Urano e Nettuno. Ltt 9779b ha una massa che è quasi il doppio di Nettuno – 1.7 volte maggiore, per essere precisi – e un raggio leggermente più grande – di 1.2 volte – che fa sì che il pianeta abbia una densità quasi uguale al gigante gassoso. L’aggettivo ‘hot’ si riferisce invece alle temperature estremamente elevate dei pianeti, dovute al fatto che orbitano molto vicino alla loro stella ospite.
Ltt 9779b rispetto ad altri pianeti come gli Hot Neptune ha però un quid in più: è ‘ultra hot’, il che significa che è un inferno di pianeta: la sua temperatura è di oltre 1700 gradi Celsius e orbita molto più vicino alla sua stella di qualsiasi altro nettuniano. Talmente vicino – 0.016 unità astronomiche dalla sua stella – che compie un giro completo in 0.79 giorni. In pratica, se ci trovassimo sul pianeta, festeggeremmo capodanno ogni 19 ore. Un periodo di rivoluzione che ne fa inoltre un Ultra Short Period planets, cioè un pianeta con un periodo orbitale ‘ultra’ corto.
A oggi, i pianeti scoperti con simili periodi orbitali o erano gioviani caldi, con dimensioni superiori a 10 raggi terrestri, o pianeti apparentemente rocciosi con raggi inferiori a 2 raggi terrestri. Proprio la mancanza di pianeti nettuniani così vicino alla loro stella madre ha spinto gli astronomi a definire queste regioni prossime alle stelle deserto nettuniano. Il motivo della loro assenza è stato interpretato come l’incapacità dei pianeti di massa ridotta di trattenere qualsiasi atmosfera di fronte a una così forte irradiazione stellare. Ltt 9779b non solo si trova in questo deserto ma, secondo i calcoli, il 9 per cento della sua massa totale è costituita da atmosfera.
«La scoperta di Ltt 9779b così presto durante la missione Tess è stata una completa sorpresa; una scommessa che ha pagato» sottolinea James Jenkins, professore al Dipartimento di Astronomia dell’Università del Cile e alla guida del gruppo di ricerca. Anche perché, continua lo scienziato, «la maggior parte degli eventi di transito con periodi inferiori a un giorno risultano essere falsi positivi prodotti dalla presenza nello sfondo di binarie a eclisse».
È qui che sono entrati in gioco Giovanni Isopi e Andrea Ercolino, entrambi laureandi in astrofisica, e Franco Mallìa, Vice Direttore dell’Osservatorio Astronomico amatoriale di Campo Catino, in provincia di Frosinone. «Il nostro contributo è stato fornire un’osservazione preliminare per “pulire” il campo stellare da binarie a eclissi in grado di generare un falso positivo» dice Mallia a Media Inaf. «L’assenza di falsi positivi ha permesso osservazioni fotometriche più accurate, compiute utilizzando la rete Las Cumbres Observatory e Ngts, per poi lasciare campo libero al follow-up spettroscopico con lo strumento Harps all’Osservatorio de La Silla in Cile».
Ltt 9779b è davvero una bestia rara, e c’è da chiedersi come mai possieda ancora un’atmosfera nonostante orbiti così vicino alla sua stella. Secondo i ricercatori, Ltt 9779b potrebbe essere arrivato nella sua orbita attuale di recente, e quindi non ha avuto il tempo di essere privato dell’atmosfera per fotoevaporazione. In alternativa, potrebbe essere un gigante gassoso privato della sua atmosfera da un trasferimento di massa dal pianeta alla stella attraverso un processo chiamato Roche Lobe Overflow. Studi futuri della sua atmosfera potrebbero svelare come si formano, come si evolvono e ciò di cui sono fatti tali pianeti.
«È scoraggiante pensare che questo “pianeta improbabile” sia così raro che non troveremo un altro laboratorio simile per studiare in dettaglio la natura degli Ultra Hot Neptunes» conclude Jenkins. «Pertanto, da questo diamante grezzo dobbiamo estrarre ogni grammo di conoscenza che possiamo, osservandolo nei prossimi anni sia con strumenti dallo spazio che da terra».
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “An ultrahot Neptune in the Neptune desert” di James S. Jenkins, Mat´ıas R. D´ıaz, Nicol´as T. Kurtovic, N´estor Espinoza, Jose I. Vines, Pablo A. Pe˜na Rojas, Rafael Brahm, Pascal Torres, P´ıa Cort´es-Zuleta, Maritza G. Soto, Eric D. Lopez, George W. King, Peter J. Wheatley, Joshua N. Winn, David R. Ciardi, George Ricker, Roland Vanderspek, David W. Latham, Sara Seager, Jon M. Jenkins, Charles A. Beichman, Allyson Bieryla, Christopher J. Burke, Jessie L. Christiansen, Christopher E. Henze, Todd C. Klaus, Sean McCauliff, Mayuko Mori, Norio Narita, Taku Nishiumi, Motohide Tamura, Jerome Pitogo de Leon, Samuel N. Quinn, Jesus Noel Villase˜nor, Michael Vezie, Jack J. Lissauer, Karen A. Collins, Kevin I. Collins, Giovanni Isopi, Franco Mallia, Andrea Ercolino, Cristobal Petrovich, Andr´es Jord´an, Jack S. Acton, David J. Armstrong, Daniel Bayliss, Franc¸ois Bouchy, Claudia Belardi, Edward M. Bryant, Matthew R. Burleigh, Juan Cabrera, Sarah L. Casewell, Alexander Chaushev, Benjamin F. Cooke, Philipp Eigm¨uller, Anders Erikson, Emma Foxell, Boris T. G¨ansicke, Samuel Gill, Edward Gilleny, Maximilian N. G¨unther, Michael R. Goad, Matthew J. Hooton, James A. G. Jackman, Tom Louden, James McCormac, Maximiliano Moyano, Louise D. Nielsen, Don Pollacco, Didier Queloz, Heike Rauer, Liam Raynard, Alexis M. S. Smith, Rosanna H. Tilbrook, Ruth Titz-Weider, Oliver Turner, St´ephane Udry, Simon. R. Walker, Christopher A. Watson, Richard G. West, Enric Palle, Carl Ziegler, Nicholas Law e Andrew W. Mann