Durante l'esplorazione di due esopianeti in un luminoso sistema stellare vicino, Il satellite Cheops dell'ESA, a caccia di esopianeti, ha inaspettatamente individuato il terzo pianeta conosciuto del sistema che attraversa la faccia della stella. Questo transito rivela dettagli emozionanti su un pianeta raro "senza equivalente noto, "dicono i ricercatori.

La scoperta è uno dei primi risultati del Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) dell'ESA. e la prima volta che un esopianeta con un periodo di oltre 100 giorni è stato avvistato in transito su una stella abbastanza luminosa da essere visibile ad occhio nudo.

Chiamato Nu2 Lupi, questo luminoso, La stella simile al Sole si trova a poco meno di 50 anni luce dalla Terra nella costellazione del Lupus (il Lupo). Nel 2019, l'High Accuracy Radial Speed ​​Planet Searcher (HARPS) al telescopio dell'ESO da 3,6 metri in Cile ha scoperto tre esopianeti (chiamati "b, " "c" e "d, " con la stella considerata come oggetto "A") nel sistema, con masse comprese tra quelle della Terra e di Nettuno e orbite della durata di 11,6, 27,6 e 107,6 giorni. I due più interni di questi pianeti, b e c, sono stati successivamente trovati in transito su Nu2 Lupi dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA. rendendola una delle sole tre stelle ad occhio nudo conosciute per ospitare più pianeti in transito.

"I sistemi in transito come Nu2 Lupi sono di fondamentale importanza nella nostra comprensione di come si formano ed evolvono i pianeti, poiché possiamo confrontare in dettaglio diversi pianeti attorno alla stessa stella luminosa, " dice Laetitia Delrez dell'Università di Liegi, Belgio, e autore principale della nuova scoperta.

"Abbiamo deciso di basarci su studi precedenti di Nu2 Lupi e osservare i pianeti b e c che attraversano la faccia di Nu2 Lupi con Cheope, ma durante un transito del pianeta c abbiamo notato qualcosa di incredibile:un transito inaspettato del pianeta 'd, ' che si trova più lontano nel sistema."

I transiti planetari creano una preziosa opportunità per studiare l'atmosfera di un pianeta, orbita, dimensioni e interni. Un pianeta in transito blocca una parte minuscola ma rilevabile della luce della sua stella mentre attraversa la sua stella, ed è stato questo calo di luce che ha portato Laetitia e colleghi alla loro scoperta. Poiché gli esopianeti di lungo periodo orbitano così lontani dalle loro stelle, le possibilità di vederne uno durante un transito sono incredibilmente basse, rendendo la scoperta di Cheope una vera sorpresa.

Utilizzando le capacità di alta precisione di Cheope, il pianeta d è risultato essere circa 2,5 volte il raggio della Terra, ha confermato di impiegare poco più di 107 giorni per girare una volta intorno alla sua stella, e utilizzando osservazioni d'archivio da telescopi terrestri, trovato avere una massa di 8,8 volte quella della Terra.

"Anche la quantità di radiazione stellare che raggiunge il pianeta d è lieve rispetto a molti altri esopianeti scoperti; nel nostro sistema solare, Nu2 Lupi d orbiterebbe tra Mercurio e Venere, " aggiunge il coautore David Ehrenreich dell'Università di Ginevra, Svizzera. "Combinato con la sua brillante stella madre, lungo periodo orbitale, e idoneità per la caratterizzazione di follow-up, questo rende il pianeta d estremamente eccitante:è un oggetto eccezionale senza equivalente noto, e sicuro di essere un obiettivo d'oro per lo studio futuro."

La maggior parte degli esopianeti in transito di lungo periodo scoperti fino ad oggi sono stati trovati intorno a stelle troppo deboli per consentire osservazioni dettagliate di follow-up, il che significa che si sa poco delle proprietà dei loro pianeti. Nu2 Lupi, però, è abbastanza luminoso da essere un bersaglio attraente per altri potenti telescopi basati nello spazio, come il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA o il prossimo telescopio spaziale NASA/ESA/CSA James Webb, o grandi osservatori a terra.

"Date le sue proprietà complessive e l'orbita, questo rende il pianeta d un obiettivo particolarmente favorevole per studiare un esopianeta con un'atmosfera a temperatura mite attorno a una stella simile al Sole, "dice Laetizia.

Combinando i nuovi dati di Cheops con i dati d'archivio di altri osservatori, i ricercatori sono stati in grado di determinare con precisione le densità medie di tutti i pianeti conosciuti di Nu2 Lupi, e porre forti vincoli alle loro possibili composizioni.

Hanno scoperto che il pianeta b è principalmente roccioso, mentre i pianeti c e d sembrano contenere grandi quantità di acqua avvolta in involucri di idrogeno ed elio. Infatti, i pianeti c e d contengono molta più acqua della Terra:un quarto della massa di ciascun pianeta è costituito da acqua, rispetto a meno dello 0,1% per la Terra. quest'acqua, però, non è liquido, invece assumendo la forma di ghiaccio ad alta pressione o vapore ad alta temperatura.

"Anche se nessuno di questi pianeti sarebbe abitabile, la loro diversità rende il sistema ancora più entusiasmante, e una grande prospettiva futura per testare come questi corpi si formano e cambiano nel tempo, ", afferma la scienziata del progetto ESA Cheops Kate Isaak. "C'è anche la possibilità di cercare anelli o lune nel sistema Nu2 Lupi, poiché la squisita precisione e stabilità di Cheope potrebbe consentire il rilevamento di corpi fino a circa le dimensioni di Marte".

Cheops è progettato per raccogliere dati di altissima precisione di singole stelle note per ospitare pianeti, piuttosto che cercare più in generale possibili esopianeti attorno a molte stelle, e questa concentrazione e precisione si stanno dimostrando eccezionalmente utili per comprendere i sistemi stellari che ci circondano.

"Questi risultati entusiasmanti dimostrano ancora una volta l'enorme potenziale di Cheope, " aggiunge Kate. "Cheope ci permetterà non solo di comprendere meglio gli esopianeti conosciuti, come mostrato in questo e in altri primi risultati della missione, ma anche per scoprirne di nuovi e svelarne i segreti."