Due pianeti per la stella HD 63433 di “soli” 400 milioni di anni. L’articolo: “The GAPS Programme at TNG XLII. A characterisation study of the multi-planet system around the 400 Myr-old star HD 63433 (TOI-1726)” di M. Damasso (INAF – OATo) pubblicato su A&A

La ricerca e la caratterizzazione degli esopianeti attorno alle stelle giovani (il significato del termine “giovane” dipende molto dal contesto… in questo caso si può considerare “giovane” una stella con meno di 600 milioni di anni) sono di grande importanza per la nostra comprensione del processo di formazione planetaria e delle prime fasi evolutive dei pianeti. In questa fase, infatti, i pianeti sono immersi in un ambiente molto più turbolento rispetto a quello di un sistema planetario evoluto. Ad esempio, a questa età molti pianeti possono ancora evolvere dinamicamente, aumentando la frequenza di collisioni, e le stelle emettono raggi X e raggi UV in modo molto più intenso. Questa radiazione può riscaldare l’atmosfera dei pianeti più vicini alla stella, provocando una perdita di massa intensa. Infine, nei sistemi più giovani, il pianeta è ancora immerso nel disco protoplanetario da cui si è formato e con cui interagisce.

 

Per questo motivo, esistono alcuni progetti dedicati alla ricerca e caratterizzazione degli esopianeti in questa fascia di età. Ad esempio, il progetto GAPS (Global Architecture of Planetary Systems), il cui obiettivo è la caratterizzazione di sistemi planetari noti, ha dedicato una parte significativa del tempo di osservazione con lo spettrografo HARPS-N del Telescopio Nazionale Galileo per l’osservazione di sistemi planetari attorno a stelle con un’età inferiore a 600 milioni di anni.

 

Lo studio recente coordinato dall’astrofisico M. Damasso (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino), che descrive la caratterizzazione di due esopianeti attorno alla stella HD 63433, membro dell’Ursa Major moving group (circa 400 milioni di anni), si inserisce in questo progetto. I due pianeti sono stati scoperti tramite osservazioni fotometriche effettuate nel 2016 dal satellite TESS della NASA. Successivamente, il sistema è stato osservato con lo spettrografo HARPS-N nell’ambito del programma GAPS da febbraio 2020 ad aprile 2022, raccogliendo 103 osservazioni spettroscopiche. Dall’analisi di tali osservazioni, combinate con le osservazioni fotometriche effettuate da TESS e dal telescopio STELLA, il team di ricercatori ha ottenuto misure più precise dei periodi orbitali dei due pianeti (7.1 e 20.5 giorni) e ha stabilito dei limiti superiori alle loro masse (≤11 e ≤31 masse terrestri). Inoltre, mediante l’analisi di modelli teorici appropriati e tenendo conto dell’evoluzione temporale dell’emissione di raggi X della stella, il team di ricercatori ha studiato la perdita di atmosfera dei due pianeti, concludendo che HD 63433 b, il pianeta più interno, ha già perso la sua atmosfera primordiale ricca di idrogeno ed elio, mentre l’evaporazione dell’atmosfera di HD 63433 c, a patto che la sua massa sia inferiore a 15 masse terrestri, è in corso e proseguirà per circa 4.5 miliardi di anni. Lo studio è descritto nell’articolo intitolato “The GAPS Programme at TNG XLII. A characterisation study of the multi-planet system around the 400 Myr-old star HD 63433 (TOI-1726)“, recentemente pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, e coordinato con un gruppo di ricercatori dell’Instituto de Astrofísica de Canarias che ha analizzato delle osservazioni di HD63433 ottenute con lo spettrografo CARMENES montato al Calar Alto Observatory. Alla ricerca hanno partecipato anche gli astronomi D. Locci, S. Benatti, A. Maggio, J. Maldonano e G. Micela dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo.

 

La figura (clicca qui per visualizzare l’immagine completa) mostra l’evoluzione prevista del pianeta HD 63433 c: il tasso di perdita di massa in funzione del tempo per diversi valori di massa del pianeta è riportato nel pannello a; la frazione di massa evaporata in funzione del tempo è mostrata nel pannello b; l’evoluzione della massa e del raggio del pianeta è rappresentata nei pannelli c e d.