Strano sistema multi-planetario dimostra che non tutti gli esopianeti Giove caldi sono giganti solitari

Un’illustrazione mostra un pianeta Giove caldo che orbita attorno alla sua stella madre con una super-Terra e un gigante di ghiaccio. La scoperta di un sistema multi-planetario straordinario ha dimostrato che i cosiddetti pianeti “Giove caldo” potrebbero non essere giganti solitari dopotutto. I risultati potrebbero costringere gli scienziati a rivedere i loro modelli su come si formano i pianeti e come evolvono i sistemi planetari. Il sistema con questa struttura inaspettata è centrato attorno alla stella di tipo K WASP-132, situata a circa 403 anni luce di distanza nella costellazione del Lupo. I suoi abitanti sono il Giove caldo (WASP-132b), una super-Terra appena scoperta (WASP-132c) e un pianeta gigante di ghiaccio esterno (WASP-132d). La scoperta è stata fatta da un team di ricercatori provenienti da una serie di istituti, tra cui l’Università di Ginevra (UNIGE), il Centro Nazionale di Competenza nella Ricerca (NCCR) Planets, le Università di Berna (UNIBE) e Zurigo (UZH). Il Giove caldo WASP-132, con una massa appena inferiore alla metà di quella di Giove, orbita la sua stella in poco più di sette giorni terrestri. La super-Terra, con una massa di circa sei volte quella della Terra, orbita la stella in poco più di 24 ore. Il pianeta gigante di ghiaccio esterno, con una massa cinque volte quella di Giove, orbita la stella ospite in cinque anni. Gli scienziati studiano questo sistema dal 2006 come parte del programma Wide-Angle Search for Planets (WASP). Nel 2021, il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA ha individuato la super-Terra, uno sviluppo affascinante che ha suggerito che WASP-132 è un sistema planetario notevole. Gli scienziati ora conoscono meglio la straordinaria struttura del sistema WASP-132. Il fatto che sia stato studiato per quasi due decenni non ha impedito di riservare sorprese. “Questo è un promemoria che i sistemi planetari sono molto diversi e che ci sono ancora molte cose legate alla formazione dei pianeti e all’evoluzione precoce dei sistemi giovani che non comprendiamo,” ha detto l’astronoma dell’Università di Zurigo Ravit Helled. Come diventano solitari i Giove caldi? I Giove caldi sono giganti gassosi con masse spesso molte volte quella di Giove nel nostro sistema solare. Orbitano anche incredibilmente vicino alla loro stella ospite, il che è strano perché gli scienziati pensano che mondi così grandi avrebbero difficoltà a formarsi vicino a una stella in nubi di gas e polvere chiamate dischi proto-planetari che vorticano attorno ai corpi stellari. Pertanto, gli scienziati teorizzano che i Giove caldi non iniziano dove li osserviamo oggi, ma piuttosto “migrano” verso l’interno verso le loro stelle. Si pensa che siano “solitari” perché la migrazione è teorizzata per portare all’accrescimento o all’espulsione di eventuali pianeti in un’orbita interna. “Pensiamo che i Giove caldi si formino a grandi distanze radiali dalla loro stella e poi migrino verso l’interno nelle loro orbite attuali,” ha detto Helled. “Questa migrazione dovrebbe portare all’accrescimento [la raccolta di materiale sul Giove caldo] o alla dispersione di corpi solidi o anche di protopianeti che ‘interrompono’ la formazione dei pianeti.” Tuttavia, la super-Terra in questo sistema è più vicina alla stella centrale rispetto al suo fratello Giove caldo, sfidando così questa teoria. Helled ha aggiunto che il fatto che ci sia un pianeta gigante di ghiaccio oltre il Giove caldo nel sistema WASP-132 dimostra che i pianeti possono ancora formarsi vicino a un Giove caldo. Il fatto che le orbite di questi mondi non siano state destabilizzate dalla migrazione interna di WASP-312b suggerisce che potrebbe esserci un percorso di migrazione più stabile e dinamicamente “freddo” lungo il quale i Giove caldi si muovono verso l’interno. “Fornisce anche importanti vincoli sulla scala temporale di formazione dei pianeti WASP-132 e sulle condizioni del disco proto-planetario che hanno portato alla formazione di quel sistema,” ha detto Helled. Il team non sa ancora cosa sia così diverso nel sistema WASP-132 rispetto ad altri sistemi planetari con Giove caldi solitari. “Questo è ciò che dobbiamo esplorare prossimamente, sia teoricamente in termini di modellizzazione della formazione di un tale sistema, sia osservativamente, determinando il tasso di occorrenza di sistemi multi-planetari che includono un Giove caldo,” ha spiegato Helled. “Dobbiamo lavorare su modelli che possano portare alla formazione di un tale sistema e capire quanto siano comuni tali sistemi.” Le indagini su WASP-132 continueranno con gli scienziati in attesa di dati dal veicolo spaziale di mappatura stellare Gaia, che studia questo sistema dal 2014. Questo potrebbe rivelare di più sui suoi abitanti, incluso un possibile “fallito” stella nana bruna ai suoi margini estremi. Nel frattempo, l’esistenza di un tale sistema potrebbe innescare una revisione della nostra comprensione dei Giove caldi. “Spero che questo studio stimoli ulteriori indagini sulla formazione dei Giove caldi, il ruolo della migrazione nella formazione dei sistemi planetari e la diversità prevista dei sistemi planetari che includono un Giove caldo,” ha detto Helled. La ricerca del team è stata pubblicata mercoledì (15 gennaio) sulla rivista Astronomy & Astrophysics.