Spazio, scoperto dal telescopio Cheops un raro sistema di 6 esopianeti di un miliardo di anni

Scoperto un raro sistema stellare all'interno del quale 'vivono' sei esopianeti - pianeti extrasolari - e la rarità di questo sistema è che è rimasto più o meno simile al tempo della sua nascita, circa mille milioni di anni fa. A scoprirlo è stato il telescopio spaziale Cheops dell'Esa e l'Agenzia Spaziale Europea, nel darne l'annuncio, ha spiegato che si tratta di una scoperta "particolarmente preziosa perché la configurazione orbitale dei pianeti mostra che il sistema è rimasto sostanzialmente invariato dalla sua formazione, avvenuta più di un miliardo di anni fa". Lanciato il 18 dicembre 2019, Cheops (CHaracterising ExOPlanets Satellite) è un telescopio spaziale per lo studio di pianeti extrasolari, tramite il metodo del transito.

Il telescopio ExOPlanet Satellite (Cheops) dell’Esa ha fornito i dati cruciali per comprendere il misterioso sistema di esopianeti che aveva lasciato perplessi per anni i ricercatori. I sei pianeti orbitano intorno alla loro stella, chiamata HD110067, che si trova a circa 100 anni luce di distanza nella costellazione settentrionale della Chioma di Berenice. L'Esa ricorda che già nel 2020, il satellite Tess-Transiting Exoplanet Survey Satellite della Nasa aveva rilevato cali nella luminosità della stella che indicavano che i pianeti stavano passando davanti alla sua superficie.

E anche l'Italia ha un ruolo di primo piano nella missione Cheops. La sonda dell’Esa scruta infatti lo spazio anche grazie a sofisticati 'occhi' progettati e costruiti dal colosso italiano Leonardo. Il telescopio spaziale di Cheops, su commissione dell’Agenzia Spaziale Italiana, è infatti stato progettato e costruito nello stabilimento di Leonardo a Campi Bisenzio, vicino Firenze, dove ingegneri, fisici e tecnici specializzati hanno realizzato lo strumento secondo i requisiti definiti dai ricercatori dell'Inaf-Istituto Nazionale di Astrofisica di Padova e Catania, in collaborazione con l’Università di Berna.

In particolare, Leonardo, insieme al contributo di piccole e medie imprese, ha curato la realizzazione del sistema ottico del telescopio, basato su specchi asferici, e dell’ottica di collimazione sul piano focale (specchio e lenti). Il team italiano comprende anche ricercatori dell’Università di Padova e lo Space Science Data Center dell’Asi e ha contribuito a definire i requisiti, a verificare le performance strumentali e a preparare l’analisi dei dati.

Nel raccontare i dettagli della nuova scoperta, l'Agenzia Spaziale Europea ha riferito che un'analisi preliminare del sistema aveva rivelato due possibili pianeti, uno con un periodo orbitale - il tempo che occorre per completare un'orbita attorno alla stella - di 5.642 giorni, e l'altro con un periodo che non è stato ancora possibile determinare. Ma due anni dopo, il satellite Tess ha osservato nuovamente la stessa stella e l'analisi dei dati combinati ha escluso l’interpretazione originale ma ha presentato due diversi possibili pianeti. Gli scienziati dell'Esa hanno spiegato che anche se questi rilevamenti erano molto più certi degli originali, c’erano molte cose nei dati Tess che ancora non avevano senso. E' stato allora che Rafael Luque dell'Università di Chicago e i suoi colleghi si sono interessati a questa 'fetta di universo'.

"Abbiamo deciso di utilizzare Cheops e siamo andati a cercare segnali tra tutti i periodi potenziali che quei pianeti potrebbero avere" ha riferito l'astrofisico e astronomo Rafael Luque. Gli sforzi hanno dato i loro frutti perché hanno confermato la presenza di un terzo pianeta nel sistema e così gli scienziati si sono resi conto di aver trovato la chiave per 'sbloccare' l'intero sistema perché ormai era chiaro che i tre pianeti erano in risonanza orbitale. Una volta avuto più chiaro il quadro, gli scienziati hanno capito che il pianeta più esterno impiega 20.519 giorni per orbitare, che è estremamente vicino a 1,5 volte il periodo orbitale del pianeta successivo con 13.673 giorni. Questo, a sua volta, è quasi esattamente 1,5 volte il periodo orbitale del pianeta interno, con 9.114 giorni.

Prevedere altre risonanze orbitali e abbinarle ai rimanenti dati fino ad allora inspiegabili ha permesso al team di scoprire gli altri tre pianeti nel sistema. "Cheops ci ha fornito la configurazione che ci ha permesso di prevedere tutti gli altri periodi. Senza il rilevamento di Cheops sarebbe stato impossibile" ha osservato Rafael. L'Agenzia Spaziale Europea ha spiegato che i sistemi orbitalmente risonanti sono estremamente importanti da trovare perché raccontano agli astronomi la formazione e la successiva evoluzione del sistema planetario. I pianeti attorno alle stelle tendono a formarsi in risonanza ma possono essere facilmente perturbati.

Ad esempio, ha proseguito l'Esa, un pianeta molto massiccio, un incontro ravvicinato con una stella di passaggio o un evento di impatto gigantesco possono sconvolgere il delicato equilibrio. Di conseguenza, molti dei sistemi multi-pianeta conosciuti dagli astronomi non sono in risonanza ma sembrano abbastanza vicini da poter essere stati in risonanza una volta. Tuttavia, i sistemi multi-pianeta che preservano la loro risonanza sono rari. "Crediamo che solo l'1% circa di tutti i sistemi rimanga in risonanza" ha aggiunto ancora Rafael. Ecco perché secondo gli scienziati HD110067 è speciale e spinge ad ulteriori studi. "Ci mostra la configurazione originaria di un sistema planetario che è sopravvissuto intatto" ha detto l'astrofisico dell'Università di Chicago.

Maximilian Günther, scienziato del progetto Esa per Cheops, ha aggiunto che "come dice il nostro team scientifico, Cheops sta facendo sembrare ordinarie scoperte eccezionali. Dei soli tre sistemi risonanti di sei pianeti conosciuti questo è il secondo trovato da Cheops e in soli tre anni di attività". HD110067 è il sistema più luminoso conosciuto con quattro o più pianeti. Poiché questi pianeti hanno tutti dimensioni inferiori a Nettuno e atmosfere probabilmente estese, ciò li rende candidati ideali per studiare la composizione delle loro atmosfere utilizzando il telescopio spaziale James Webb della Nasa/Esa/Csa e i futuri telescopi Ariel e Platone dell’Esa.