Bagliori dal più eccentrico dei pianeti

L’orbita fortemente schiacciata di HD 20782, più simile a quella di una cometa che di un corpo planetario, rappresentata relativamente ai pianeti più interni del Sistema solare. Crediti: Stephen Kane

Si sapeva già del suo essere fuori dagli schemi: il pianeta extrasolare HD 20782b, un gigante gassoso con massa circa 2 volte quella di Giove, gravante attorno a una stella nana gialla, simile al Sole, situata a 117 anni luce dalla Terra, è il più eccentrico che si conosca. Nuove osservazioni condotte da un gruppo di ricerca internazionale guidato dall’astronomo Stephen R. Kane, della San Francisco State University, i cui risultati sono stati recentemente pubblicati su Astrophysical Journal, non solo hanno meglio calcolato l’orbita totalmente decentrata di HD 20782b attorno alla sua stella, ma hanno anche visto, per la prima volta, bagliori di luce riflessa dall’atmosfera del pianeta.

HD 20782b è stato scoperto con il metodo della velocità radiale, ovvero lo studio dei “sobbalzi” che le masse planetarie inducono nel moto della stella ospite. Il pianeta è particolarmente interessante proprio per l’estrema eccentricità della sua orbita, che assomiglia più a quella di una cometa che a quella di un corpo planetario. Piuttosto che un percorso quasi circolare, come i pianeti del nostro Sistema solare attorno al Sole, questo esopianeta schizza come una pallina da flipper tra i due estremi della sua orbita a ellisse quasi appiattita, orbita che porta a termine in 597 giorni.

All’estremo allontanamento il pianeta si viene a trovare a una distanza equivalente a 2.5 volte la distanza tra il Sole e la Terra, che sarebbe ben oltre l’orbita Marte nel Sistema solare. Al suo massimo avvicinamento arriva invece quasi a sfiorare sua stella: sei centesimi della distanza tra il Sole e la Terra, molto più vicino di quanto lo sia Mercurio alla nostra stella. Tutto questo deve necessariamente determinare un’escursione termica superficiale notevole, qualcosa dell’ordine tra i -70° e i 1200° Celsius.

Il gruppo di ricerca guidato da Kane ha prima determinato con precisione i parametri orbitali di HD 20782b nell’ambito del programma Transit Ephemeris Refinement and Monitoring Survey (TERMS), e poi cercato di osservare il transito del pianeta di fronte alla sua stella. Finora, quello del “transito” è il metodo che ha permesso di scoprire il maggior numero di esopianeti, e permette di avere informazioni sul volume dell’esopianeta, calcolato in base a quanta parte della luce stellare il pianeta riesce a schermare alla nostra vista, diminuendone la luminosità apparente.

Nel caso di HD 20782b, i ricercatori hanno invece osservato la luce della sua stella aumentare di intensità in rapidi bagliori, deducendo che questi flash sono presumibilmente dovuti al repentino surriscaldamento dell’atmosfera planetaria quando si avvicina alla stella.

La percentuale di luce riflessa da un pianeta, cioè quanto luminoso appare in cielo, è in parte determinata dalla composizione della sua atmosfera. Pianeti avvolti in strati di nuvole cariche di particelle ghiacciate, come Venere e Giove, per esempio, sono molto riflettenti.

Illustrazione di HD 20782, il pianeta con l’orbita più eccentrica che si conosca, mentre passa vicino alla sua stella. Crediti: NASA

Nel caso di HD 20782b, sembra che i cristalli di ghiaccio della sua atmosfera non abbiano il tempo di sciogliersi durante il brevissimo tempo in cui si avvicina di più alla stella, mantenendo alta la riflettività della superficie. Sebbene gli astronomi non possano ancora determinare l’esatta composizione dell’atmosfera che circonda HD 20782b, questa nuova osservazione suggerisce che potrebbe avere caratteristiche simili a quella di Giove, appunto con una copertura nuvolosa altamente riflettente.

Pianeti come HD 20782b stuzzicano la sete di conoscenza dei ricercatori. «Può diventare davvero difficile cercare di spiegare come un pianeta come questo sia arrivato a compiere un’orbita così eccentrica», spiega Kane. «È un po’ come analizzare una scena del delitto, fare come quelle persone che esaminano i percorsi degli schizzi di sangue sulle pareti. Sai che qualcosa di brutto è successo, ma è necessario scoprire che cosa lo abbia causato».

Movente a parte, nel caso di HD 20782b la lista dei “sospetti” per la sua eccentricità è in realtà assai corta: o un altro pianeta originariamente presente nel sistema stellare, la cui orbita divenne instabile; oppure la stella compagna HD 20781, avvicinatasi tanto al sistema di HD782 da “stiracchiare” l’orbita del suo pianeta, in precedenza più regolare.

Gli autori del nuovo studio invitano i colleghi di tutto il mondo a puntare i loro telescopi verso HD 20782b al momento del suo prossimo periastro, momento di maggiore avvicinamento della stella, che avverrà il 3 settembre 2016, alle 9:36 ora italiana. A più lunga scadenza, la missione spaziale CHEOPS (Characterizing ExOPLanet Satellite) dell’ESA, l’Agenzia spaziale europea, il cui lancio è previsto per il 2018, ha già HD 20782b nella sua lista di cold case da esaminare.

Referenze:

• Il preprint dell’articolo “Evidence for Reflected Light from the Most Eccentric Exoplanet Known”, di Stephen R. Kane, Robert A. Wittenmyer, Natalie R. Hinkel, Arpita Roy, Suvrath Mahadevan, Diana Dragomir, Jaymie M. Matthews, Gregory W. Henry, Abhijit Chakraborty, Tabetha S. Boyajian, Jason T. Wright, David R. Ciardi, Debra A. Fischer, R. Paul Butler, C.G. Tinney, Brad D. Carter, Hugh R.A. Jones, Jeremy Bailey, Simon J. O’Toole, apparso su The Astrophysical Journal

Fonte: Media INAF | Scritto da Stefano Parisini