Sulla probabilità di avere sub-nettuniani in sistemi planetari con giganti gassosi. L’articolo: “The GAPS programme at TNG. XLVI. Deep search for low-mass planets in late-dwarf systems hosting cold Jupiters” di M. Pinamonti (INAF – OATo) pubbicato su A&A

I due giganti gassosi del Sistema Solare, Giove e Saturno, hanno svolto un ruolo di grande importanza nel determinare le proprietà e l’architettura finale della regione interna del nostro sistema planetario. Questo potrebbe rappresentare una regola piuttosto generale. La presenza di giganti gassosi, ad esempio, potrebbe ostacolare la migrazione di materiale nella regione interna di un sistema planetario in formazione e impedire ai nuclei protoplanetari formatisi in loco di accumulare materia fino a diventare pianeti sub-nettuniani. La barriera gravitazionale esercitata dai giganti gassosi potrebbe altresì impedire la migrazione verso la regione interna di sistemi planetari di pianeti sub-nettuniani formati nella regione esterna del sistema. D’altro canto, i giganti gassosi dovrebbero formarsi principalmente in dischi protoplanetari molto massicci, dove la formazione di pianeti sub-nettuniani dovrebbe essere favorita. Non è quindi chiaro se ci si debba aspettare una correlazione o un’anticorrelazione tra la probabilità di trovare giganti gassosi e pianeti sub-nettuniani nei sistemi planetari extrasolari.

 

Per comprendere l’impatto che la presenza di pianeti giganti ha sulla formazione di pianeti sub-nettuniani, è necessario condurre una ricerca estensiva di pianeti di questo secondo tipo in un campione statisticamente significativo di sistemi con giganti gassosi. Osservazioni di stelle che rientrano in questa categoria sono disponibili grazie alla campagna osservativa GAPS (Global Architecture of Planetary Systems), la quale mira a studiare l’architettura dei sistemi esoplanetari noti attraverso lunghe campagne osservative, principalmente utilizzando lo spettrografo HARPS-N del Telescopio Nazionale Galileo.

 

Il team di ricercatori guidato dall’astronomo M. Pinamonti (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino) ha analizzato le osservazioni ottenute dal progetto GAPS per verificare la presenza di pianeti sub-nettuniani in tre stelle note per ospitare giganti gassosi. Le stelle sono GJ 328 (una stella di tipo M0 situata a circa 66 anni luce dal Sole), GJ 649 (una stella di tipo M1, a circa 33 anni luce di distanza) e GJ 849 (una stella di tipo M3.5, a 30 anni luce di distanza). Le serie di osservazioni coprono un lungo periodo di 1132, 917 e 944 giorni, rispettivamente, e hanno permesso la scoperta di un pianeta sub-nettuniano in orbita attorno a GJ 328. Il pianeta ha una massa minima di 21.4 masse terrestri e un periodo orbitale di circa 242 giorni. Attraverso una procedura statistica, gli autori dello studio hanno ottenuto una stima, seppur non precisa, della frequenza attesa di pianeti sub-nettuniani in sistemi planetari con giganti gassosi attorno a stelle di piccola massa, che si attesta a circa il 25%. Nonostante le incertezze, questa stima differisce da quella ottenuta per stelle di tipo solare, suggerendo che la massa della stella centrale sia un parametro importante per determinare l’impatto della presenza di giganti gassosi sulla formazione dei pianeti sub-nettuniani. Lo studio è descritto nell’articolo intitolato “The GAPS programme at TNG. XLVI. Deep search for low-mass planets in late-dwarf systems hosting cold Jupiters“, recentemente pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics. Tra i coautori figurano gli astronomi L. Affer, S. Benatti, J. Maldonado, A. Maggio e G. Micela dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.

 

La figura (cliccare qui per visualizzare l’immagine interamente) mostra uno schema dei sistemi planetari analizzati in questo studio più quello attorno alla stella BD-114672 (nota per ospitare un gigante gassoso ed un pianeta sub-nettuniano, indicati rispettivamente conun cerchio rosso ed un cerchio giallo). La zona verde mostra i limiti attesi della fascia di abitabilità attorno ad ogni stella.