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Scienziati scoprono Barnard b, un pianeta in orbita intorno alla stella di Barnard, la stella singola più vicina al Sole

This artist’s impression shows Barnard b, a sub-Earth-mass planet that was discovered orbiting Barnard’s star. Its signal was detected with the ESPRESSO instrument on ESO’s Very Large Telescope (VLT), and astronomers were able to confirm it with data from other instruments. An earlier promising detection in 2018 around the same star could not be confirmed by these data. On this newly discovered exoplanet, which has at least half the mass of Venus but is too hot to support liquid water, a year lasts just over three Earth days.Crediti: ESO/M. Kornmesser — Impressione artistica del pianeta Barnard b.
Crediti: ESO/M. Kornmesser

Utilizzando il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO (Osservatorio Europeo Australe), alcuni astronomi hanno scoperto un esopianeta in orbita intorno alla stella di Barnard, la stella singola più vicina al Sole. Su questo esopianeta appena scoperto, che ha una massa pari ad almeno la metà di quella di Venere, un anno dura poco più di tre giorni terrestri. Le osservazioni dell’équipe suggeriscono anche l’esistenza di altri tre candidati esopianeti, in orbite diverse intorno alla stella.

Situata a soli sei anni luce di distanza, la stella di Barnard è il secondo sistema stellare, dopo il gruppo di tre stelle di Alpha Centauri, e la stella singola più vicina a noi. Grazie alla sua vicinanza, è un obiettivo primario nella ricerca di esopianeti simili alla Terra. Nonostante una promettente riveazione nel 2018, finora nessun pianeta era stato confermato in orbita intorno alla stella di Barnard.

Rappresentazione grafica delle distanze relative tra le stelle più vicine e il Sole.
Crediti: IEEC/Science-Wave – Guillem Ramisa

Il grafico mostra la costellazione di Ofiuco (o Serpentario), a cavallo dell'equatore celeste. È indicata la posizione della stella di Barnard, così come l'ubicazione della maggior parte delle stelle visibili a occhio nudo in una notte buia e serena. Crediti: ESO, IAU and Sky & Telescope — Il grafico mostra la costellazione di Ofiuco (o Serpentario), a cavallo dell’equatore celeste. È indicata la posizione della stella di Barnard, così come l’ubicazione della maggior parte delle stelle visibili a occhio nudo in una notte buia e serena.
Crediti: ESO, IAU and Sky & Telescope

La scoperta di questo nuovo esopianeta, annunciata in un articolo pubblicato oggi sulla rivista Astronomy & Astrophysics, è il risultato di osservazioni effettuate negli ultimi cinque anni con il VLT dell’ESO, situato presso l’Osservatorio del Paranal in Cile.

“Anche se ci è voluto molto tempo, siamo sempre stati fiduciosi di poter trovare qualcosa“,

afferma Jonay González Hernández, ricercatore presso l’Instituto de Astrofísica de Canarias in Spagna e autore principale dell’articolo. L’équipe stava cercando segnali da possibili esopianeti all’interno della zona abitabile o temperata della stella di Barnard, l’intervallo in cui l’acqua può essere liquida sulla superficie del pianeta. Le nane rosse come la stella di Barnard sono spesso considerate dagli astronomi poiché lì i pianeti rocciosi di piccola massa sono più facili da rilevare che intorno a stelle più grandi, simili al Sole. [1]

Barnard b [2], come viene chiamato l’esopianeta appena scoperto, è venti volte più vicino alla stella di Barnard di quanto Mercurio lo sia al Sole. Orbita intorno alla stella in 3,15 giorni terrestri e ha una temperatura superficiale di circa 125 °C.

“Barnard b è uno degli esopianeti di massa più piccola trovati finora e uno dei pochi noti con una massa inferiore a quella della Terra. Ma il pianeta è troppo vicino alla stella ospite, più vicino rispetto alla zona abitabile“, spiega González Hernández. “Anche se la stella è circa 2500 gradi più fredda del Sole, in quella posizione fa troppo caldo perchè si possa mantenere acqua liquida sulla superficie“.

Per le osservazioni, il gruppo di lavoro ha utilizzato ESPRESSO, uno strumento molto preciso progettato per misurare l’oscillazione di una stella causata dall’attrazione gravitazionale di uno o più pianeti in orbita intorno ad essa. I risultati ottenuti da queste osservazioni sono stati confermati dai dati di altri strumenti specializzati nella caccia agli esopianeti: HARPS presso l’Osservatorio di La Silla dell’ESO, HARPS-N e CARMENES. I nuovi dati, tuttavia, non supportano l’esistenza dell’esopianeta segnalato nel 2018.

Oltre al pianeta confermato, l’équipe internazionale ha anche trovato indizi di altri tre candidati esopianeti in orbita intorno alla stessa stella. Serviranno ulteriori osservazioni con ESPRESSO per la conferma.

“Ora dobbiamo continuare a osservare questa stella per confermare gli altri segnali candidati“, afferma Alejandro Suárez Mascareño, anch’egli ricercatore presso l’Instituto de Astrofísica de Canarias e coautore dello studio. “Ma la scoperta di questo pianeta, insieme con altre scoperte precedenti come Proxima b e d, dimostra che il nostro angolino cosmico è pieno di pianeti di piccola massa“.

L’Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO, attualmente in costruzione, è destinato a trasformare il campo della ricerca sugli esopianeti. Lo strumento ANDES dell’ELT consentirà di rivelare un numero sempre maggiore di questi piccoli pianeti rocciosi nella zona temperata intorno a stelle vicine, oltre la portata degli attuali telescopi, e di studiarne la composizione dell’atmosfera.

La panoramica mostra i dintorni della nana rossa nota come stella di Barnard, nella costellazione dell'Ofiuco. L'immagine è stata prodotta a partire dai dati della DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Nel centro dell'immagine si trova la stella di Barnard, catturata in tre diverse esposizioni. La stella è la più veloce nel cielo notturno e il suo grande moto proprio - lo spostamento apparente sulla volta celeste - viene evidenziato dal fatto che la posizione cambi tra osservazioni successive - mostrate in rosso, giallo e blu. Crediti: ESO/Digitized Sky Survey 2 Acknowledgement: Davide De Martin E — Red Dots — La panoramica mostra i dintorni della nana rossa nota come stella di Barnard, nella costellazione dell’Ofiuco. L’immagine è stata prodotta a partire dai dati della DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Nel centro dell’immagine si trova la stella di Barnard, catturata in tre diverse esposizioni. La stella è la più veloce nel cielo notturno e il suo grande moto proprio – lo spostamento apparente sulla volta celeste – viene evidenziato dal fatto che la posizione cambi tra osservazioni successive – mostrate in rosso, giallo e blu.
Crediti:
ESO/Digitized Sky Survey 2 Acknowledgement: Davide De Martin
E — Red Dots

Note

[1] Gli astronomi osservano preferenzialmente le stelle fredde, come le nane rosse, perché la loro zona temperata è molto più vicina alla stella rispetto alle stelle più calde, come il Sole. Ciò significa che i pianeti che orbitano all’interno della zona temperata hanno periodi orbitali più brevi, consentendo agli astronomi di monitorarli per diversi giorni o settimane, anziché anni. Inoltre, le nane rosse sono molto meno massicce del Sole, quindi sono più facilmente disturbate dall’attrazione gravitazionale dei loro pianeti e quindi oscillano maggiormente.

[2] È pratica comune nella scienza dare agli esopianeti il nome della stella ospite seguito da una lettera minuscola: “b” indica il primo pianeta identificato, “c” il successivo e così via. Il nome Barnard b è stato quindi dato anche a un candidato pianeta precedentemente identificato, ma non confermato, intorno alla stella di Barnard.

Ulteriori Informazioni

Questo risultato è stato presentato nell’articolo “A sub-Earth-mass planet orbiting Barnard’s star” pubblicato su Astronomy & Astrophysics. (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202451311)

L’équipe è composta da J. I. González Hernández (Instituto de Astrofísica de Canarias, Spagna [IAC] e Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Spagna [IAC-ULL]), A. Suárez Mascareño (IAC e IAC-ULL), A. M. Silva (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portogallo [IA-CAUP] e Departamento de Física e Astronomia Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Portogallo [FCUP]), A. K. Stefanov (IAC e IAC-ULL), J. P. Faria (Observatoire de Genève, Université de Genève, Svizzera [UNIGE]; IA-CAUP e FCUP), H. M. Tabernero (Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica & Instituto de Física de Partículas y del Cosmos, Universidad Complutense de Madrid, Spagna), A. Sozzetti (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italia [INAF-OATo]), R. Rebolo (IAC; IAC-ULL e Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Spagna [CSIC]), F. Pepe (UNIGE), N. C. Santos (IA-CAUP; FCUP), S. Cristiani (INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, Italia [INAF-OAT] e Institute for Fundamental Physics of the Universe, Trieste, Italia [IFPU]), C. Lovis (UNIGE), X. Dumusque (UNIGE), P. Figueira (UNIGE e IA-CAUP), J. Lillo-Box (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Madrid, Spagna [CAB]), N. Nari (IAC; Light Bridges S. L., Canarias, Spagna e IAC-ULL), S. Benatti (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Italia [INAF-OAPa]), M. J. Hobson (UNIGE), A. Castro-González (CAB), R. Allart (Institut Trottier de Recherche sur les Exoplanètes, Université de Montréal, Canada e UNIGE), V. M. Passegger (National Astronomical Observatory of Japan, Hilo, USA; IAC; IAC-ULL e Hamburger Sternwarte, Hamburg, Germania), M.-R. Zapatero Osorio (CAB), V. Adibekyan (IA-CAUP e FCUP), Y. Alibert (Center for Space and Habitability, University of Bern, Svizzera e Weltraumforschung und Planetologie, Physikalisches Institut, University of Bern, Svizzera), C. Allende Prieto (IAC e IAC-ULL), F. Bouchy (UNIGE), M. Damasso (INAF-OATo), V. D’Odorico (INAF-OAT e IFPU), P. Di Marcantonio (INAF-OAT), D. Ehrenreich (UNIGE), G. Lo Curto (European Southern Observatory, Santiago, Cile [ESO Chile]), R. Génova Santos (IAC e IAC-ULL), C. J. A. P. Martins (IA-CAUP e Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Portogallo), A. Mehner (ESO Chile), G. Micela (INAF-OAPa), P. Molaro (INAF-OAT), N. Nunes (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade de Lisboa, Portogallo), E. Palle (IAC e IAC-ULL), S. G. Sousa (IA-CAUP e FCUP), e S. Udry (UNIGE).

L’ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe) consente agli scienziati di tutto il mondo di scoprire i segreti dell’Universo a beneficio di tutti. Progettiamo, costruiamo e gestiamo da terra osservatori di livello mondiale – che gli astronomi utilizzano per affrontare temi interessanti e diffondere il fascino dell’astronomia – e promuoviamo la collaborazione internazionale per l’astronomia. Fondato come organizzazione intergovernativa nel 1962, oggi l’ESO è sostenuto da 16 Stati membri (Austria, Belgio, Danimarca, Francia, Finlandia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera), insime con il paese che ospita l’ESO, il Cile, e l’Australia come partner strategico. Il quartier generale dell’ESO e il Planetario e Centro Visite Supernova dell’ESO si trovano vicino a Monaco, in Germania, mentre il deserto cileno di Atacama, un luogo meraviglioso con condizioni uniche per osservare il cielo, ospita i nostri telescopi. L’ESO gestisce tre siti osservativi: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il VLT (Very Large Telescope) e il VLTI (Very Large Telescope Interferometer), così come due telescopi per survey, VISTA, che lavora nell’infrarosso, e VST (VLT Survey Telescope) in luce visibile. Sempre a Paranal l’ESO ospiterà e gestirà la schiera meridionale di telescopi di CTA, il Cherenkov Telescope Array Sud, il più grande e sensibile osservatorio di raggi gamma del mondo. Insieme con partner internazionali, l’ESO gestisce APEX e ALMA a Chajnantor, due strutture che osservano il cielo nella banda millimetrica e submillimetrica. A Cerro Armazones, vicino a Paranal, stiamo costruendo “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo” – l’ELT (Extremely Large Telescope, che significa Telescopio Estremamente Grande) dell’ESO. Dai nostri uffici di Santiago, in Cile, sosteniamo le operazioni nel paese e collaboriamo con i nostri partner e la società cileni.

La traduzione dall’inglese dei comunicati stampa dell’ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell’ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell’ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Testo, video e immagini dall’Osservatorio Europeo Australe – ESO.

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DALLA MISSIONE DELLA NASA ALLE OSSERVAZIONI UNITO: TOI-500, UN SISTEMA PLANETARIO DI QUATTRO PIANETI CON UN PROCESSO DI MIGRAZIONE PECULIARE

Il pianeta più vicino alla stella è molto simile alla Terra e ha un periodo orbitale di sole 13 ore. La sua orbita stretta può essere spiegata con un modello di migrazione “non violento”

È stata annunciata la scoperta di un sistema planetario non comune attorno alla stella TOI-500, composto da quattro pianeti di piccola massa, uno dei quali con periodo inferiore a un giorno, il cui processo di migrazione ed evoluzione può essere spiegato con uno scenario non violento. Fino ad oggi non era mai stato dimostrato che tale scenario potesse giustificare l’esistenza e l’architettura di sistemi planetari così peculiari. La ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Astronomy con il titolo “A low-eccentricity migration pathway for a 13-h-period Earth analogue in a four-planet system”, è stata guidata da Luisa Maria Serrano e Davide Gandolfi del Dipartimento di Fisica dell’Università di Torino e ha coinvolto un team internazionale di ricercatori europei, giapponesi, americani e cileni, di cui fanno anche parte Elisa Goffo ed Enrico Bellomo dello stesso Dipartimento.

Il pianeta più vicino alla stella, battezzato TOI-500b, è un cosiddetto Ultra-Short Period (USP) planet, in quanto il suo periodo orbitale è di appena 13 ore. È inoltre considerato un Earth analogue, ovvero un pianeta roccioso simile alla Terra, perché ha raggio, massa e densità confrontabili con quelli del nostro pianeta.

“Tuttavia la sua vicinanza alla stella lo rende così caldo (circa 1350 °C) che la sua superficie è molto probabilmente un’immensa distesa di lava”, afferma Enrico Bellomo.

TOI-500b è stato inizialmente identificato dal telescopio spaziale della NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) che ricerca pianeti extrasolari utilizzando il metodo dei transiti. Questo metodo permette di identificare i pianeti che periodicamente occultano la loro stella, causando una diminuzione della luce che riceviamo. Il pianeta è stato successivamente confermato grazie ad un’intensa campagna osservativa condotta da UniTo con lo spettrografo HARPS dell’Osservatorio Europeo Australe (ESO), nell’ambito del programma osservativo del Prof. Davide Gandolfi. I dati coprono un intero anno e la loro analisi, congiunta a quella dei dati TESS, ha consentito di misurare la massa, il raggio, e i parametri orbitali del pianeta interno.

“Le stesse misure HARPS hanno anche permesso di scoprire 3 pianeti aggiuntivi, con periodi orbitali di 6.6, 26.2 e 61.3 giorni. TOI-500 è un sistema planetario straordinario per capire l’evoluzione dinamica dei pianeti”, dichiara il Prof. Gandolfi.

In aggiunta alla scoperta del sistema, la novità presentata dall’articolo appena pubblicato risiede nel processo di migrazione che avrebbe portato il sistema planetario alla configurazione attuale.

“La comunità scientifica è unanimemente d’accordo che un pianeta come TOI-500b non si possa essere formato nella sua posizione attuale, ma che debba essersi originato in una zona più esterna del disco protoplanetario, per poi migrare molto più vicino alla sua stella”, afferma Elisa Goffo. Sul processo di migrazione c’è attualmente ancora molto dibattito, ma è opinione comune che solitamente avvenga in maniera violenta, un processo che comporta anche “urti” tra pianeti i quali, partendo da orbite non circolari e inclinate tra loro, migrano verso orbite più piccole sempre più circolari e coplanari.

Nell’articolo invece gli autori presentano delle simulazioni con cui dimostrano che i pianeti attorno a TOI-500 possono essersi formati su orbite quasi circolari, per poi migrare seguendo un processo cosiddetto secolare e quasi statico durato circa 2 miliardi di anni.

“Si tratta di un modello di migrazione quieto in cui i pianeti, non urtandosi tra loro, si muovono lungo orbite che rimangono pressoché circolari e che sono via via sempre più piccole”, spiega la Dottoressa Serrano.

L’articolo dimostra l’importanza di associare alla scoperta di sistemi che ospitano pianeti di tipo USP simulazioni numeriche per testare i possibili processi migratori che possano averli portati alla configurazione corrente. “Acquisire dati per lunghi periodi di tempo permette di studiare l’architettura interna di sistemi analoghi a TOI-500 e di capire come i pianeti si siano assestati sulle loro orbite”, concludono Luisa Maria Serrano e Davide Gandolfi.

Testo e immagine dall’Ufficio Stampa dell’Università degli Studi di Torino

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