Un team di ricerca internazionale, composto da esperti dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e dell’Università di Roma Tor Vergata, ha recentemente confermato e caratterizzato tre nuovi esopianeti, noti come “Nettuniani caldi“. Questi pianeti extrasolari, che possiedono dimensioni e masse simili a quelle di Urano e Nettuno, orbitano attorno alle loro stelle su percorsi molto più ravvicinati, completando un’intera rivoluzione in pochi giorni anziché in centinaia di anni. Le scoperte sono frutto del programma Hot Neptune Initiative e sono state rese possibili grazie a misurazioni di alta precisione effettuate con gli spettrografi Harps presso l’Osservatorio La Silla in Cile e Harps-N, installato sul telescopio nazionale Galileo nelle Isole Canarie, Spagna, integrando i dati raccolti dal telescopio spaziale Tess della NASA.
Scoperta di Toi-5800 b
Tra i tre pianeti identificati, Toi-5800 b emerge come il nettuniano più eccentrico mai osservato all’interno del cosiddetto “deserto dei Nettuniani caldi“. Questa regione dello spazio è caratterizzata dalla scarsità di pianeti con dimensioni simili a quelle di Nettuno che orbitano vicino alle proprie stelle. La mancanza di tali corpi celesti può essere attribuita a vari fenomeni, tra cui la migrazione planetaria, che altera le orbite, l’evaporazione atmosferica che ne riduce le dimensioni o l’interazione gravitazionale con altri oggetti nelle vicinanze. Nello specifico, il deserto comprende pianeti con raggi da tre a sette volte quelli terrestri e periodi orbitali brevi, inferiori a pochi giorni.
Il programma Hnei, frutto della collaborazione tra ricercatori italiani e statunitensi, mira a scoprire e misurare con precisione le masse e le proprietà fisiche e orbitali dei Nettuniani caldi identificati dal satellite Tess. Queste misurazioni sono fondamentali per selezionare i migliori candidati da osservare con telescopi di nuova generazione, come il James Webb Space Telescope, per analizzare la composizione chimica delle loro atmosfere. La capacità di misurare le masse con strumenti avanzati permette di confermare la natura planetaria di questi corpi e di valutare la loro evoluzione dinamica e strutturale. I risultati iniziali del programma sono stati recentemente presentati in due articoli scientifici accettati per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
Dettagli sui nuovi pianeti
Luca Naponiello, primo autore del primo articolo e ex dottorando all’Università di Roma Tor Vergata, ha descritto Toi-5800 b come un sub-Nettuno molto vicino alla propria stella, con un periodo orbitale di soli 2,6 giorni. Con un raggio di circa 2,5 volte quello terrestre e una massa di circa 9,5 volte quella terrestre, il pianeta si distingue per la sua elevata eccentricità orbitale, un fenomeno insolito per pianeti con orbite così strette, che tendono a “circolarizzarsi” rapidamente a causa delle forze mareali. Questa eccentricità suggerisce che Toi-5800 b potrebbe essere ancora in fase di migrazione orbitale o influenzato gravitazionalmente da un altro corpo celeste nel sistema, il quale deve ancora essere identificato. Inoltre, il pianeta sta lentamente avvicinandosi alla sua stella, perdendo momento angolare, e potrebbe stabilizzarsi in una regione ancora più interna del deserto dei Nettuniani caldi.
Il secondo pianeta, denominato Toi-5817 b, presenta un’orbita più ampia, di circa 15,6 giorni, ed è considerato ideale per studi atmosferici grazie alla luminosità della sua stella ospite. Un altro articolo del programma Hnei, con Francesca Manni come prima autrice, ha presentato la scoperta di Toi-5795 b, un “super-Nettuno caldo” che orbita attorno a una stella povera di metalli, con un periodo di 6,14 giorni. Manni ha spiegato che questo esopianeta è stato scoperto dal satellite Tess e si trova a circa 162 parsec, ovvero circa 528 anni luce dalla Terra. Osservazioni effettuate con lo spettrografo Harps hanno permesso di misurare le variazioni di velocità radiale e stimare la massa del pianeta.
Prospettive per la ricerca futura
Francesca Manni ha sottolineato che Toi-5795 b si colloca al confine del deserto dei Nettuniani caldi, con un’orbita quasi circolare e una composizione stellare che pongono sfide ai modelli di formazione planetaria attuali. Questi risultati evidenziano l’interesse della comunità scientifica per il deserto dei Nettuniani caldi, come confermato da Luca Naponiello, dopo la scoperta del pianeta ultra-denso Toi-1853 b. Le nuove scoperte offrono spunti significativi sui processi di migrazione e perdita atmosferica, cruciali per comprendere la formazione di questi mondi.
La qualità dei risultati ottenuti, grazie all’uso di spettrografi di alta qualità gestiti dall’INAF, pone solide basi per future ricerche sulle atmosfere planetarie con il James Webb Space Telescope e telescopi terrestri di nuova generazione come l’Extremely Large Telescope. Questi studi saranno fondamentali per approfondire la diversità dei sistemi planetari e la storia evolutiva del nostro stesso Sistema solare.