Un team internazionale guidato da ricercatori in Giappone ed Europa ha scoperto un nuovo sistema multi-pianeta attorno a una stella simile al Sole, tra cui un pianeta con un periodo ultra-breve con una delle densità più elevate mai misurate. Lo studio, pubblicato su Nature Scientific Reports, getta nuova luce sulla formazione e l’evoluzione dei pianeti in ambienti estremi. Il sistema appena scoperto, denominato K2-360, si trova a circa 750 anni luce dalla Terra. È costituito da due pianeti che orbitano attorno a una stella simile al nostro Sole:
- K2-360 b: una “super-Terra” (pianeta roccioso più grande della Terra ma più piccolo di Nettuno) con un periodo ultra-breve, circa 1,6 volte le dimensioni della Terra, che orbita attorno alla sua stella ogni 21 ore. Con una massa 7,7 volte quella della Terra, è il pianeta più denso e ben caratterizzato del suo genere scoperto fino ad oggi.
- K2-360 c: un pianeta esterno più grande, almeno 15 volte più massiccio della Terra, che orbita ogni 9,8 giorni. Questo pianeta non transita davanti alla sua stella, quindi le sue dimensioni esatte sono sconosciute.
Le caratteristiche di K2-360 b
“K2-360 b è davvero notevole: è denso come il piombo, racchiudendo quasi 8 masse terrestri in una palla solo leggermente più grande del nostro pianeta“, afferma John Livingston, dell’Astrobiology Center di Tokyo, in Giappone, e autore principale dello studio. “Questo lo rende il pianeta più denso conosciuto tra la classe dei pianeti “a periodo ultra-breve” [con parametri precisi], che orbitano attorno alle loro stelle in meno di un giorno”.
La scoperta è stata resa possibile dalla missione K2 della NASA, che per prima ha rilevato il pianeta interno in transito davanti alla sua stella nel 2016. Osservazioni di follow-up con telescopi terrestri, tra cui gli spettrografi HARPS e HARPS-N, hanno confermato la natura del pianeta e rivelato la presenza del compagno esterno.
L’estrema densità di K2-360 b suggerisce che potrebbe essere il nucleo spogliato di un pianeta un tempo più grande, che ha perso i suoi strati esterni a causa delle intense radiazioni della sua vicina stella madre. “Questo pianeta ci offre uno sguardo sul possibile destino di alcuni mondi vicini, dove solo i nuclei densi e rocciosi rimangono dopo miliardi di anni di evoluzione”, spiega il coautore Davide Gandolfi dell’Università di Torino.
Le caratteristiche di K2-360 c
Il pianeta esterno, K2-360 c, aggiunge un’altra dose di intrigo al sistema. Pur non transitando davanti alla sua stella, la sua attrazione gravitazionale sulla stella madre ha permesso ai ricercatori di misurarne la massa minima. Le simulazioni al computer suggeriscono che potrebbe aver svolto un ruolo cruciale nella formazione e nell’evoluzione del sistema. Mentre si pensa che molti pianeti vicini siano migrati verso l’interno attraverso interazioni con il loro disco di gas natale, K2-360 b ha probabilmente seguito un percorso diverso.
“I nostri modelli dinamici indicano che K2-360 c potrebbe aver spinto il pianeta interno nella sua attuale orbita stretta attraverso un processo chiamato migrazione ad alta eccentricità“, afferma il coautore Alessandro Trani del Niels Bohr Institute. “Ciò comporta interazioni gravitazionali che prima rendono l’orbita del pianeta interno molto ellittica, prima che le forze di marea la circolarizzino gradualmente vicino alla stella. In alternativa, la circolarizzazione mareale potrebbe essere stata indotta dall’inclinazione spin-assiale del pianeta”.
Una super-Terra
L’analisi del team suggerisce che K2-360 b ha una composizione rocciosa ricca di ferro più simile alla Terra che a Mercurio. Utilizzando modelli basati sulle abbondanze chimiche osservate della stella madre, i ricercatori stimano che K2-360 b abbia probabilmente un grande nucleo di ferro che costituisce circa il 48% della sua massa. Ciò lo colloca più vicino a essere una “super-Terra” che un “super-Mercurio”, nonostante la sua estrema densità.
“I nostri modelli di struttura interna indicano che K2-360 b ha probabilmente un considerevole nucleo di ferro circondato da un mantello roccioso“, spiega il coautore Mahesh Herath, dottorando alla McGill University. “La sua superficie potrebbe essere ricoperta di magma a causa dell’intenso calore che riceve dalla sua stella. Comprendere pianeti come questo ci aiuta a ricostruire come i pianeti terrestri si formano ed evolvono in diverse condizioni in tutta la galassia”.
La scoperta del sistema K2-360 fornisce preziose informazioni sulle architetture dei sistemi planetari e sui processi che li modellano. I pianeti con periodi ultra-brevi come K2-360 b sono relativamente rari e trovarne uno con un compagno esterno massiccio aiuta a limitare le teorie sulla loro formazione. “K2-360 è un laboratorio eccellente per studiare come i pianeti si formano ed evolvono in ambienti estremi“, conclude Livingston.
