Rappresentazione artistica di un pianeta in transito su una stella. Credito:ESA/ATG medialab
Un team di astronomi provenienti da 11 paesi, guidato da ricercatori dell'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), sono stati in grado di determinare la massa precisa di due piccoli esopianeti in orbita attorno alla stella variabile HD 106315.
Questi due pianeti sono stati precedentemente rilevati dal satellite Kepler (NASA) tramite il metodo di transito, che ha permesso ai ricercatori di determinare il diametro dei pianeti. HD 106315b ha un periodo di 9, 5 giorni e un diametro di 2, 44 volte il diametro della Terra, mentre HD 106315c ha un periodo orbitale di circa 21 giorni, e un diametro 4, 35 volte il diametro della Terra.
Ma per caratterizzare un pianeta (ad esempio, per determinare se è gassoso o roccioso, o se hanno un'atmosfera), i ricercatori devono anche conoscere la massa del pianeta, misurata dalle velocità radiali, in modo che insieme alle dimensioni, possono dedurre la sua densità.
Susana Barros (IA e Università di Porto), il primo autore del saggio, spiega il problema con questa stella:"Si pensava che la variabilità di HD 106315 fosse una fonte di troppo rumore per l'osservazione della velocità radiale, e quindi non abbiamo potuto misurare la massa dei due pianeti."
Utilizzando i dati di un ampio programma di osservazione con lo spettrografo HARPS (ESO), il team IA ha stimato che la massa del pianeta più piccolo HD 106315 b fosse 12, 6 volte quello della Terra, e la densità deve essere 4, 7 g/cm3. Per il pianeta più grande, HD 106315 c, la massa derivata è 15, 2 volte quello della Terra, con una densità di 1, 01 g/cm3. Questi valori indicano che il pianeta "c" ha uno spesso involucro di idrogeno-elio, mentre un'indagine dettagliata del pianeta "b, " utilizzando modelli interni planetari, indica fino al 50 percento di materiale roccioso e il 9-50 percento di acqua, rendendolo un mondo acquatico.
Nuno Santos (IA e Facoltà di Scienze dell'Università di Porto), leader della linea tematica "Verso il rilevamento e la caratterizzazione di altre terre" di IA aggiunge:"Grazie a un'intensa strategia di osservazione e a un sofisticato metodo di analisi dei dati sviluppato dal nostro team, siamo stati in grado di determinare le masse di questi due pianeti e la composizione del pianeta b."
Susana Barros sottolinea inoltre che:"Questo sistema planetario mostra la diversità nella composizione dei pianeti, e poiché transitano una stella luminosa, sarà possibile studiare le loro atmosfere. Con gli strumenti attuali, è attualmente possibile osservare l'atmosfera del pianeta c, ma per il pianeta b dovremo aspettare strumenti come il James Webb Space Telescope (JWST), da lanciare nel 2019."
Relazione massa-raggio per diverse composizioni di piccoli pianeti:la linea blu rappresenta una composizione del 50% di mantello/50% di acqua; la linea verde scuro 100% manto; la linea verde chiaro un 32 simile alla Terra, 5% nucleo/67, 5% mantello; la linea marrone un nucleo 68% simile a Mercurio/32% mantello. I pianeti HD 106315 b e c sono all'estrema destra del grafico, con il pianeta "b" nella linea blu. I pianeti del sistema solare, Venere, Terra, Urano e Nettuno sono indicati come riferimento, e mostrare che mentre HD 106315 c è abbastanza simile a Nettuno, HD 106315 b è un mondo acquatico, molto diverso dai pianeti del Sistema Solare. Credito:Barros et. al, 2017
Sondare le atmosfere con le nuove strutture in arrivo come il JWST (NASA) o l'Extremely Large Telescope (ELT) dell'ESO aiuterà a comprendere meglio la composizione di HD 106315 b, poiché questo pianeta si trova nella transizione tra la composizione del pianeta rocciosa e quella gassosa.
