Un pianeta ed una nana bruna per TOI-179. L’articolo: “TOI-179: A young system with a transiting compact Neptune-mass planet and a low-mass companion in outer orbit” di S. Desidera (INAF – OAPd) pubblicato su A&A

La posizione in cui osserviamo i pianeti orbitare attorno alle loro stelle non è praticamente mai quella in cui i pianeti si sono formati. Durante le loro prime fasi evolutive, infatti, i pianeti migrano dalla loro orbita iniziale, finché il sistema non raggiunge la configurazione di equilibrio nella sua architettura finale. Questa migrazione può essere indotta da vari processi: l’interazione con il disco protoplanetario in cui i pianeti si sono formati, le interazioni gravitazionali tra i pianeti del sistema, le perturbazioni dovute ad oggetti che passano vicino al sistema, l’interazione con compagni in sistemi binari o multipli, e gli effetti mareali. Per poter osservare esopianeti in un’orbita simile a quella in cui si sono formati, è necessario condurre ricerche mirate alle stelle giovani, ossia stelle con meno di poche centinaia di milioni di anni di età.

 

Non sono molti i sistemi esoplanetari giovani identificati finora. Questo è principalmente dovuto a difficoltà tecniche derivanti dall’intensa attività magnetica tipica delle stelle giovani. Questa attività infatti produce segnali che possono mascherare o spesso essere confusi con segnali causati dalla presenza di esopianeti. Tra le poche stelle estremamente giovani note per ospitare pianeti, possiamo citare ad esempio V1298 Tau, con poco più di 20 milioni di anni, oppure AU Mic (22 milioni di anni), dove è stato osservato direttamente un esteso disco di polveri.

 

Nel contesto della ricerca di esopianeti attorno a stelle giovani, il team di ricercatori guidato dall’astrofisico S. Desidera dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, ha analizzato un ampio set di osservazioni della stella TOI-179 (HD 18599), candidata ad ospitare un esopianeta. Il set di dati utilizzato per questo studio comprende osservazioni fotometriche effettuate tramite il satellite TESS della NASA, con tre cadenze temporali diverse (30 minuti, 10 minuti e 2 minuti), necessarie per costruire le curve di luce del sistema (cioè l’analisi della variazione temporale della luminosità del sistema) ed individuare i transiti dei pianeti di fronte alla stella. Ai dati TESS si aggiungono 40 osservazioni spettroscopiche ottenute con lo spettrografo HARPS montato sul telescopio da 3.6m dell’European Southern Observatory (ESO), necessarie per ottenere le curve di velocità radiali del sistema, con le quali è possibile misurare le piccole oscillazioni della stella causate dall’interazione gravitazionale con i propri pianeti. Sono state utilizzate anche osservazioni di archivio per caratterizzare la stella centrale, insieme ad osservazioni dirette effettuate tramite lo strumento SPHERE presso il Very Large Telescope dell’ESO. SPHERE, grazie alla combinazione di ottica adattiva (specchi con geometria variabile per compensare le distorsioni atmosferiche) e coronografo (un sistema che oscura la stella centrale per evidenziare piccole sorgenti luminose vicine), offre la possibilità di ottenere immagini dirette di pianeti e compagni di piccola massa. Queste osservazioni hanno permesso di caratterizzare TOI-179, che si è rivelata essere una stella di tipo K2 con un’età di circa 400 milioni di anni, ed il suo pianeta (TOI-179 b). Il pianeta ha una massa di circa 24 masse terrestri, un raggio di 2.6 raggi terrestri, ed un’orbita particolarmente eccentrica. L’eccentricità dell’orbita potrebbe essere stata eccitata da un compagno stellare di piccola massa, scoperto proprio grazie alle osservazioni effettuate con SPHERE. Questo oggetto ha una massa di 83 masse gioviane ed un’orbita non ancora ben determinata: l’analisi dei dati indica un’orbita molto eccentrica con un periodo compreso tra 20 e 40 anni, oppure un’orbita poco eccentrica con un periodo di 100-120 anni. Ulteriori osservazioni future permetteranno di determinare con maggiore precisione l’orbita di questo oggetto e il suo ruolo nel perturbare le orbite dei pianeti di TOI-179. Lo studio è descritto nell’articolo intitolato “TOI-179: A young system with a transiting compact Neptune-mass planet and a low-mass companion in outer orbit“, recentemente pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics. Tra i coautori figurano anche gli astronomi S. Benatti, D. Locci, I. Pillitteri, A. Maggio e G. Micela dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.

 

La figura (clicca qui per visualizzarla completamente) presenta l’immagine ottenuta con SPHERE di TOI-179. La stella centrale è oscurata dal coronografo, consentendo di mettere in risalto l’emissione del compagno di bassa massa, la cui posizione è indicata da un cerchio e dista 3.3 unità astronomiche da TOI-179.