Nella costellazione del Cigno, attorno a una stella pulsante di tipo solare chiamata Kic 9139163, un gruppo di ricerca guidato dall’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) ha individuato un candidato esopianeta che, dal nostro punto di osservazione, non passa mai davanti al disco della sua stella. Lo studio, accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics, descrive un pianeta rimasto invisibile ai metodi tradizionali e ricostruito attraverso i minimi dettagli della luce che riflette ed emette.
Un pianeta che sfugge al metodo del transito
La maggior parte degli oltre seimila esopianeti conosciuti è stata scoperta con il metodo del transito: quando un pianeta passa davanti alla stella, ne oscura una piccola frazione di luce e produce un calo di luminosità misurabile. Questo approccio funziona solo se l’orbita del pianeta è allineata quasi perfettamente con la nostra linea di vista. Le leggi della geometria dicono però che i pianeti non transitanti sono molto più numerosi: la loro orbita è inclinata rispetto a noi e non genera mai quelle mini-eclissi. Kic 9139163 rientra in questa seconda famiglia, la più diffusa e la più difficile da studiare.
«La stragrande maggioranza dei pianeti nell’universo non transita mai davanti alla propria stella dal punto di vista della Terra, risultando di fatto invisibile», ha spiegato Sylvain N. Breton, ricercatore dell’Inaf e primo autore dello studio.
Come l’hanno scovato: curve di fase e velocità radiale
Per superare l’ostacolo geometrico, il team ha analizzato le cosiddette curve di fase, cioè le variazioni periodiche e molto piccole nella luminosità complessiva del sistema. Mentre percorre la sua orbita strettissima, il pianeta mostra al telescopio prima la faccia illuminata e poi quella in ombra, e la luce riflessa cambia di conseguenza. Gli astronomi hanno combinato i dati storici del telescopio spaziale Kepler con quelli più recenti di Tess, poi hanno aggiunto la spettroscopia ad alta risoluzione condotta da Terra.
Lo strumento decisivo è stato Harps-N, lo spettrografo installato sul Telescopio nazionale Galileo dell’Inaf, alle Isole Canarie. Misurando le velocità radiali della stella, i ricercatori hanno posto un vincolo preciso sulla massa dell’oggetto e hanno confermato la sua natura planetaria, escludendo che il segnale provenisse da una stella compagna o da una nana bruna. Un metodo simile a quello raccontato nelle scoperte del James Webb Space Telescope sulle atmosfere planetarie, applicato qui a un bersaglio molto più sfuggente.
Un mondo d’acqua bollente nel deserto nettuniano
I dati raccolti descrivono un oggetto estremo. Il pianeta compie un’orbita completa in appena 14 ore, a distanza ravvicinatissima dalla stella. Ha una massa pari a circa 7,3 volte quella della Terra e un raggio 2,4 volte maggiore. La combinazione di questi valori indica una densità coerente con un corpo composto per circa il 50 per cento d’acqua: un vero e proprio hot water world, un mondo d’acqua bollente. La vicinanza alla stella lo espone a forze di marea intense, che lo spingono verso una lenta evoluzione orbitale destinata, nel corso del tempo, a farlo precipitare nella stella stessa.
Il pianeta si trova per giunta all’interno del deserto nettuniano, una regione vicina alle stelle in cui i pianeti di taglia simile a Nettuno sono rari, perché la radiazione stellare tende a strappare via i loro strati gassosi. Trovare qui un mondo con un’atmosfera così attiva rende il caso particolarmente prezioso per capire come questi pianeti nascono e sopravvivono.
Un’atmosfera che cambia nel tempo
Il confronto fra epoche diverse ha riservato la sorpresa maggiore. «Confrontando i dati storici del telescopio spaziale Kepler con le nuove osservazioni di Tess a distanza di sei anni, abbiamo notato uno sfasamento inaspettato nella modulazione della luce riflessa», ha raccontato Breton. Lo scarto suggerisce che l’atmosfera del pianeta non sia una fotografia statica, ma un sistema in movimento, con dense nubi ad alta riflettività che si formano, evolvono e si spostano lungo i bordi più freddi. È una lettura resa possibile solo dalla precisione delle misure, la stessa che ha permesso di ricostruire fenomeni lontani come i segnali radio cosmici ripetuti individuati con il radiotelescopio Askap.
Cosa cambia in vista di Plato
Lo studio dimostra che l’astrofisica moderna riesce a caratterizzare l’atmosfera e la struttura interna di un pianeta anche quando la geometria dell’orbita non aiuta. È un passo utile in vista di Plato, la missione dell’Agenzia spaziale europea il cui lancio è previsto per il 2027: il suo catalogo comprenderà molti sistemi simili a Kic 9139163, e tecniche come quella descritta qui permetteranno di studiarne composizione e statistica su scala mai vista. La ricerca sui mondi lontani continua ad allargarsi, dalle atmosfere delle giganti gassose fino agli scenari più insoliti, come i milioni di esopianeti attorno ai buchi neri supermassicci ipotizzati di recente.
Fonti e approfondimenti: il comunicato di Media Inaf, l’articolo scientifico su Astronomy & Astrophysics di S. N. Breton e collaboratori, e la pagina della missione Plato dell’Esa.
