Un sistema planetario unico con orbite in risonanza

una stella e sei pianeti non sono rappresentati in scala con linee geometriche che collegano la loro posizione discreta creando curve colorate intorno alla loro posizione orbitale. — La risonanza armonica dei sei pianeti è visualizzata in questa splendida rappresentazione artistica. (© CC BY-NC-SA 4.0, Thibaut Roger/NCCR PlanetS)

Un team di astronomi internazionali ha risolto le osservazioni peculiari di possibili pianeti attorno alla stella HD 110067. Le prime osservazioni del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA suggerivano la presenza di due pianeti, ma le osservazioni successive hanno rivelato la presenza di due pianeti diversi. Per scoprire la verità, sono state necessarie osservazioni più dettagliate con il satellite CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops) dell’Agenzia Spaziale Europea. Queste osservazioni hanno rivelato che HD 110067 ospita un sistema unico di sei pianeti, il che è già impressionante di per sé. Ma ciò che rende questo sistema ancora più speciale è che le orbite dei pianeti sono in risonanza. Ad esempio, il pianeta più vicino alla stella compie tre orbite per ogni due orbite del secondo pianeta più vicino, e così via. Questa risonanza è rimasta invariata sin dalla nascita del sistema, oltre 4 miliardi di anni fa. Si stima che solo l’1% di tutti i sistemi planetari rimanga in risonanza. Questo sistema offre quindi l’opportunità di studiare una configurazione originale di un sistema planetario che è rimasto intatto nel corso del tempo.

Oltre alla configurazione del sistema nel suo insieme, il team ha anche studiato i singoli pianeti. I sei pianeti hanno dimensioni comprese tra 1,94 e 2,85 volte quella della Terra e si è potuto inferire la presenza di atmosfere dense. Questi pianeti orbitano attorno alla stella in periodi compresi tra nove e 54 giorni, rendendo il sistema super compatto. In passato, il satellite Cheops ha trovato un sistema di cinque pianeti in risonanza. Sistemi compatti simili sono noti, come TRAPPIST-1, che si trova a 40 anni luce da noi. HD 110067 è più scuro del 20% rispetto al nostro Sole, ma risulta essere 10.000 volte più luminoso nella luce visibile rispetto a TRAPPIST-1, nonostante si trovi a 100 anni luce di distanza. Questa è la stella più luminosa conosciuta ad avere più di quattro pianeti.

Una rara famiglia di sei esopianeti è stata scoperta grazie alla missione Cheops dell'ESA. I pianeti di questa famiglia sono tutti più piccoli di Nettuno e ruotano attorno alla loro stella HD110067 in una danza molto precisa. Quando il pianeta più vicino alla stella compie tre rivoluzioni complete intorno ad essa, il secondo ne compie esattamente due nello stesso periodo. Questo si chiama risonanza 3:2. I sei pianeti formano una catena risonante in coppie di 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 e 4:3, con il pianeta più vicino che completa sei orbite mentre il pianeta più esterno ne completa una — Un’infografica che mostra la risonanza tra i diversi pianeti nel sistema. (ESA)

La combinazione di luminosità della stella e atmosfere estese rende questo sistema perfetto per studiare la composizione dell’atmosfera dei pianeti e quanto possano essere diversi tra loro. Questi sistemi in transito sono molto preziosi perché permettono di ottenere informazioni dettagliate sulla composizione atmosferica dei pianeti. Il telescopio spaziale James Webb (JWST) è attualmente l’unico in grado di caratterizzare l’atmosfera per tutti e sei i pianeti di HD 110067. Il team di astronomi spera di poter studiare anche le atmosfere dei pianeti in futuro.

Queste scoperte sono descritte in un articolo pubblicato sulla rivista Nature.