Tracciando con precisione una piccola, quasi impercettibile, oscillazione nel movimento di una stella vicina attraverso lo spazio, gli astronomi hanno scoperto un pianeta simile a Giove in orbita attorno a quella stella, che fa parte di una coppia binaria. Il loro lavoro, utilizzando il Very Long Baseline Array (VLBA) della National Science Foundation, ha prodotto la prima determinazione in assoluto della struttura tridimensionale completa delle orbite di una coppia binaria di stelle e di un pianeta in orbita attorno a una di esse. Questo risultato, hanno affermato gli astronomi, può fornire nuove preziose informazioni sul processo di formazione dei pianeti.

Sebbene finora siano stati scoperti più di 5.000 pianeti extrasolari, solo tre sono stati scoperti utilizzando la tecnica, chiamata astrometria, che ha prodotto questa scoperta. Tuttavia, l'impresa di determinare l'architettura 3D di un sistema di stelle binarie che include un pianeta "non può essere raggiunta con altri metodi di scoperta di esopianeti", ha affermato Salvador Curiel, dell'Università Nazionale Autonoma del Messico (UNAM).

"Dato che la maggior parte delle stelle si trova in sistemi binari o multipli, essere in grado di comprendere sistemi come questo ci aiuterà a capire la formazione dei pianeti in generale", ha detto Curiel.

Le due stelle, che insieme sono chiamate GJ 896AB, si trovano a circa 20 anni luce dalla Terra, vicine per gli standard astronomici. Sono stelle nane rosse, il tipo più comune nella nostra galassia, la Via Lattea. Quello più grande, attorno al quale orbita il pianeta, ha circa il 44% della massa del nostro Sole, mentre il più piccolo è circa il 17% più massiccio del Sole. Sono separati circa dalla distanza di Nettuno dal Sole e orbitano l'uno intorno all'altro una volta ogni 229 anni.

Per il loro studio su GJ 896AB, gli astronomi hanno combinato i dati delle osservazioni ottiche del sistema effettuate tra il 1941 e il 2017 con i dati delle osservazioni VLBA tra il 2006 e il 2011. Hanno quindi effettuato nuove osservazioni VLBA nel 2020. La risoluzione super nitida del VLBA in tutto il continente —capacità di vedere i minimi dettagli—ha prodotto misurazioni estremamente precise delle posizioni delle stelle nel tempo. Gli astronomi hanno eseguito un'analisi approfondita dei dati che hanno rivelato i movimenti orbitali delle stelle e il loro movimento comune attraverso lo spazio.

Il tracciato dettagliato del movimento della stella più grande ha mostrato una leggera oscillazione che ha rivelato l'esistenza del pianeta. L'oscillazione è causata dall'effetto gravitazionale del pianeta sulla stella. La stella e il pianeta orbitano in una posizione tra di loro che rappresenta il loro centro di massa comune. Quando quella posizione, chiamata baricentro, è sufficientemente lontana dalla stella, il movimento della stella attorno ad essa può essere rilevabile.

Gli astronomi hanno calcolato che il pianeta ha circa il doppio della massa di Giove e orbita attorno alla stella ogni 284 giorni. La sua distanza dalla stella è leggermente inferiore alla distanza di Venere dal Sole. L'orbita del pianeta è inclinata di circa 148 gradi rispetto alle orbite delle due stelle.

"Ciò significa che il pianeta si muove attorno alla stella principale nella direzione opposta a quella della stella secondaria attorno alla stella principale", ha detto Gisela Ortiz-León, dell'UNAM e del Max Planck Institute for Radioastronomia. "Questa è la prima volta che una tale struttura dinamica è stata osservata in un pianeta associato a un sistema binario compatto che presumibilmente si è formato nello stesso disco protoplanetario", ha aggiunto.

"Ulteriori studi dettagliati di questo e di sistemi simili possono aiutarci a ottenere importanti informazioni su come si formano i pianeti nei sistemi binari. Esistono teorie alternative per il meccanismo di formazione e più dati possono eventualmente indicare quale è più probabile", ha affermato Joel Sanchez-Bermudez , dell'UNAM. "In particolare, i modelli attuali indicano che un pianeta così grande è molto improbabile come compagno di una stella così piccola, quindi forse quei modelli devono essere modificati", ha aggiunto.

La tecnica astrometrica sarà uno strumento prezioso per caratterizzare più sistemi planetari, hanno affermato gli astronomi. "Possiamo fare molto più lavoro in questo modo con il pianificato Next Generation VLA (ngVLA)", ha affermato Amy Mioduszewski, del National Radio Astronomy Observatory. "Con esso, potremmo essere in grado di trovare pianeti piccoli come la Terra."

Gli astronomi stanno riportando le loro scoperte nel numero del 1 settembre di The Astronomical Journal . + Esplora ulteriormente

VLBA trova un pianeta in orbita attorno a una piccola stella fredda