Una stella a circa 100 anni luce di distanza nella costellazione dei Pesci, GJ 9827, ospita quello che potrebbe essere uno dei pianeti della super-Terra più massicci e densi rilevati fino ad oggi secondo una nuova ricerca guidata da Johanna Teske di Carnegie. Queste nuove informazioni forniscono prove per aiutare gli astronomi a comprendere meglio il processo attraverso il quale si formano tali pianeti.

La stella GJ 9827 ospita in realtà un trio di pianeti, scoperto dalla missione Kepler/K2 della NASA a caccia di esopianeti, e tutti e tre sono leggermente più grandi della Terra. Questa è la dimensione che la missione Kepler ha determinato essere più comune nella galassia con periodi compresi tra pochi e diverse centinaia di giorni.

intrigante, non esistono pianeti di queste dimensioni nel nostro Sistema Solare. Ciò rende gli scienziati curiosi delle condizioni in cui si formano ed evolvono.

Una chiave importante per comprendere la storia di un pianeta è determinarne la composizione. Queste super-Terre sono rocciose come il nostro pianeta? O hanno nuclei solidi circondati da grandi, atmosfere gassose?

Per cercare di capire di cosa è fatto un esopianeta, gli scienziati devono misurare sia la sua massa che il suo raggio, che consente loro di determinarne la densità apparente.

Quando si quantificano i pianeti in questo modo, gli astronomi hanno notato una tendenza. Si scopre che i pianeti con raggi maggiori di circa 1,7 volte quello della Terra hanno un involucro gassoso, come Nettuno, e quelli con raggi più piccoli di questo sono rocciosi, come il nostro pianeta natale.

Alcuni ricercatori hanno proposto che questa differenza sia causata dalla fotoevaporazione, che spoglia i pianeti del loro involucro circostante dei cosiddetti volatili, sostanze come l'acqua e l'anidride carbonica che hanno punti di ebollizione bassi, creando pianeti di raggio più piccolo. Ma sono necessarie più informazioni per testare veramente questa teoria.

Questo è il motivo per cui i tre pianeti di GJ 9827 sono speciali, con raggi di 1,64 (pianeta b), 1.29 (pianeta c) e 2.08 (pianeta d), attraversano questa linea di demarcazione tra i pianeti super-Terra (rocciosi) e sub-Nettuno (piuttosto gassosi).

Per fortuna, team di scienziati della Carnegie, inclusi i coautori Steve Shectman, Sharon Wang, Paul Butler, Jeff Crane, e Ian Thompson, hanno monitorato GJ 9827 con il loro Planet Finding Spectrograph (PFS), così sono stati in grado di vincolare le masse dei tre pianeti con i dati in mano, piuttosto che dover arrampicarsi per ottenere molte nuove osservazioni di GJ 9827.

"Generalmente, se viene rilevato un pianeta in transito, ci vogliono mesi se non un anno o più per raccogliere abbastanza osservazioni per misurare la sua massa, " spiegò Teske. "Poiché GJ 9827 è una stella luminosa, ci è capitato di averlo nel catalogo delle stelle che gli astronomi di Carnegie hanno monitorato per i pianeti dal 2010. Questo era unico per PFS."

Lo spettrografo è stato sviluppato dagli scienziati della Carnegie e montato sui Magellan Clay Telescopes presso l'Osservatorio Las Campanas di Carnegie.

Le osservazioni PFS indicano che il pianeta b è circa otto volte la massa della Terra, il che la renderebbe una delle super-Terre più massicce e dense mai scoperte. Le masse per il pianeta c e il pianeta d sono stimate rispettivamente circa due volte e mezzo e quattro volte quella della Terra, anche se l'incertezza in queste due determinazioni è molto alta.

Questa informazione suggerisce che il pianeta d ha un involucro volatile significativo, e lascia aperta la questione se il pianeta c abbia o meno un involucro volatile. Ma il miglior vincolo sulla massa del pianeta b suggerisce che si tratti di circa il 50 percento di ferro.

"Sono necessarie ulteriori osservazioni per definire le composizioni di questi tre pianeti, "Ha detto Wang. "Ma sembrano alcuni dei migliori candidati per testare le nostre idee su come si formano ed evolvono le super-Terre, potenzialmente utilizzando il prossimo telescopio spaziale James Webb della NASA."