Rendering grafico dell’esopianeta K2-141b. Foto: Marco Galliani/Inaf

L’hanno battezzato K2-141b ed è il pianeta, al di fuori del nostro sistema solare, con il periodo più breve finora conosciuto di cui siano stati definiti anche massa e raggio: a percorrere un’orbita intorno alla sua stella (K2-141) impiega poco meno di sette ore (0,28 giorni). E ancora, è una delle poche super-Terre di cui sia stato osservato il transito secondario, cioè il passaggio dietro alla stella madre. Sono queste solo alcune delle caratteristiche del nuovo esopianeta scoperto da un gruppo di scienziati che comprende anche docenti dell’università di Padova. I risultati dell’indagine sono in corso di pubblicazione sulla rivista scientifica Astronomical Journal.    

Il pianeta è stato individuato tra agosto e settembre del 2017 utilizzando due tipi di strumentazione. Da un lato con la sonda Kepler è stato possibile ottenere i dati fotometrici, cioè la curva di luce. “Abbiamo osservato la variazione di luminosità dovuta al passaggio del pianeta davanti alla stella stessa (transito primario)" spiega Luca Malavolta primo autore dello studio afferente al dipartimento di Fisica e astronomia “Galileo Galilei” dell’università di Padova e all’Istituto nazionale di astrofisica. È stato impiegato poi uno spettrografo per misurare la velocità radiale della stella, in pratica lo spostamento di quest’ultima in relazione al campo gravitazionale generato dalla presenza del pianeta. Questo secondo strumento si chiama HARPS-N ed è montato sul Telescopio nazionale Galileo, nelle Isole Canarie. È un gemello dello HARPS, montato sul telescopio da 3,6 m a La Silla in Cile, anch’esso molto famoso per aver scoperto centinaia di pianeti.

K2-141b è un pianeta simile alla Terra ma con raggio e massa leggermente più grandi, rispettivamente di 1,5 e 5 volte rispetto a quelli del nostro pianeta, e per questo classificato come super-Terra. “Finora sono già state individuate molte super-Terre – osserva Malavolta – ma meno di 20 sono quelle di cui si conoscono sia il raggio che la massa. Due dati, questi, che permettono di capire quale sia la composizione interna di questi pianeti”. Secondo le indagini condotte, K2-141b è un pianeta roccioso composto principalmente da ferro e silicati: nel nucleo molto probabilmente è contenuta una frazione di ferro pari al 30%-50% della massa planetaria.

“Non siamo ancora riusciti a capire – spiega il giovane studioso – come queste super-Terre riescano a orbitare tanto vicino alla loro stella. Per questa ragione trovare nuovi pianeti, conoscere il loro periodo e la loro composizione interna ci permette di fare un confronto con i modelli di evoluzione planetaria e ci consente di dire se tali modelli predicono pianeti con queste caratteristiche o pianeti con altre caratteristiche che non osserviamo”.

Oltre al transito primario, cioè il passaggio del pianeta davanti alla sua stella, il gruppo è riuscito a osservare anche il transito secondario, risultato che Malavolta definisce molto importante dato che consente di determinare le proprietà della superficie del pianeta. Durante il transito secondario, quando cioè il pianeta orbita dietro alla stella madre, si osserva una diminuzione della luminosità dovuta al fatto che la stella nasconde la luce emessa dal pianeta: si tratta di un effetto così debole e difficile da misurare che finora è stato rilevato solo per altre tre super-Terre. “Sulla base delle osservazioni condotte immaginiamo che il pianeta sia coperto di lava – approfondisce il giovane studioso – con una temperatura in superficie di circa 3.000 gradi. K2-141b mostra sempre la stessa faccia alla stella e dunque, essendo continuamente irradiato, diventa incandescente al punto da diventare luminoso”. Malavolta non si esime da una precisazione. “Non è ancora del tutto chiaro se sulla superficie del pianeta vi siano delle nuvole che riflettono la luce o se effettivamente sia la superficie ad avere una temperatura così alta. Dal punto di vista teorico è più probabile la seconda ipotesi perché il pianeta è così vicino alla stella che l’atmosfera viene scaldata ed evapora. Basandosi però solo sui dati c’è ancora qualche incertezza. Per questo si è deciso di continuare a osservare il pianeta con altri strumenti per trovare la risposta definitiva”. Il team ha individuato anche un secondo pianeta che orbita intorno alla stessa stella, chiamato K2-141c con un periodo di 7,7 giorni e caratteristiche simili a Nettuno, di cui tuttavia non sono stati determinati raggio e massa.

Il pianeta K2-141b è stato scoperto in maniera indipendente anche da un secondo gruppo di ricerca che, nella misurazione del raggio e della massa, ha ottenuto gli stessi risultati del team coordinato da Malavolta. L’osservazione del transito secondario e l’individuazione del secondo pianeta di questo nuovo sistema planetario sono ulteriori elementi scoperti dagli scienziati guidati da Padova.