Comunicato Stampa

C'è un esopianeta gemello nella mia stessa orbita?

19 Luglio 2023

Usando ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), alcuni astronomi hanno trovato il possibile "gemello" di un pianeta in orbita intorno a una stella lontana. L'equipe ha rilevato una nuvola di detriti che sembra condividere l'orbita del pianeta e che, ritengono gli scienziati, potrebbe rappresentare il materiale costitutivo per un nuovo pianeta oppure i resti di uno formato in precedenza. Se confermata, questa scoperta sarebbe la prova più stringente finora che due esopianeti possono condividere la stessa orbita.

Vent'anni fa era stato previsto in teoria che coppie di pianeti di massa simile potessero condividere la stessa orbita intorno alla propria stella, i cosiddetti pianeti troiani o co-orbitali. Per la prima volta, abbiamo trovato prove a favore di questa idea", afferma Olga Balsalobre-Ruza, una studentessa del Centro di astrobiologia di Madrid, in Spagna, che ha guidato l'articolo pubblicato oggi su Astronomy & Astrophysics.

I Troiani, corpi rocciosi nella stessa orbita di un pianeta, sono comuni nel Sistema Solare [1]: l'esempio più famoso sono gli asteroidi troiani di Giove - più di 12.000 corpi rocciosi che condividono la stessa orbita intorno al Sole del gigante gassoso. Gli astronomi prevedono che i troiani, in particolare i pianeti troiani, potrebbero esistere anche intorno a una stella diversa dal Sole, ma le prove di questo sono scarse. "Gli "esotroiani" [i pianeti troiani al di fuori del sistema solare] sono stati finora come unicorni: in teoria possono esistere, ma nessuno li ha mai visti", afferma il coautore Jorge Lillo-Box, ricercatore senior presso il Center for Astrobiology.

Adesso, un gruppo internazionale di scienziati ha utilizzato ALMA, di cui l'ESO è partner, per trovare la prova osservativa più forte dell'esistenza dei pianeti troiani, nel sistema PDS 70. Si sa che questa giovane stella ospita due pianeti giganti simili a Giove, PDS 70b e PDS 70c. Analizzando le osservazioni ALMA d'archivio del sistema, l'equipe ha individuato una nube di detriti nella posizione dell'orbita di PDS 70b in cui si prevede si possano trovare i troiani. 

I troiani occupano le cosiddette zone lagrangiane, due regioni estese nell'orbita di un pianeta dove la materia può rimanere intrappolata grazie all'attrazione gravitazionale combinata della stella e del pianeta. Studiando queste regioni dell'orbita di PDS 70b, gli astronomi hanno rilevato un segnale debole da una di esse, che indica la possibile presenza di una nube di detriti con una massa fino a circa due volte quella della Luna.

L'equipe ritiene che questa nube di detriti potrebbe indicare un mondo troiano o un pianeta in via di formazione in questo sistema. “Chi potrebbe immaginare due mondi che condividono la durata dell'anno e le condizioni di abitabilità? Il nostro lavoro è la prima prova che questo tipo di mondo potrebbe esistere", afferma Balsalobre-Ruza. "Possiamo immaginare che un pianeta possa condividere la sua orbita con migliaia di asteroidi come nel caso di Giove, ma per me è strabiliante pensare che due pianeti possano condividere la stessa orbita".

"La nostra ricerca è il primo passo per cercare pianeti coorbitali in epoche molto iniziali di formazione", afferma la coautrice Nuria Huélamo, ricercatrice senior presso il Center for Astrobiology. "Apre nuove domande sulla formazione dei troiani, su come si evolvono e quanto sono frequenti nei diversi sistemi planetari", aggiunge Itziar De Gregorio-Monsalvo, capo dell'Ufficio dell'ESO per la scienza in Cile, che pure ha contribuito alla ricerca. 

Per confermare definitivamente la scoperta, l'equipe dovrà attendere fino a dopo il 2026, quando mireranno a utilizzare ALMA per vedere se sia PDS 70b che la sua nube gemella di detriti si sono mossi in modo significativo lungo la loro orbita comune intorno alla stella. "Questo sarebbe un notevole passo avanti nel campo esoplanetario", afferma Balsalobre-Ruza.

"Il futuro in questo campo si mostra molto entusiasmante e attendiamo con impazienza le capacità della schiera estesa di ALMA, pianificata per il 2030, che miglioreranno notevolmente la possibilità dello strumento di caratterizzare i trioani in molte altre stelle", conclude De Gregorio-Monsalvo.

Note

[1] Quando furono scoperti per la prima volta degli asteroidi nell'orbita di Giove, presero il nome dagli eroi della guerra di Troia, dando origine al nome di Troiani con cui ci si riferisce a questi oggetti.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato in un articolo pubblicato dalla rivista Astronomy & Astrophysics.

L'equipe è composta da O. Balsalobre-Ruza (Centro de Astrobiología [CAB], CSIC-INTA, Spagna), I. De Gregorio-Monsalvo (European Southern Observatory [ESO], Cile), J. Lillo-Box (CAB), N. Huélamo (CAB), Á. Ribas (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Regno Unito), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Francia e Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Francia), J. Bae (Department of Astronomy, University of Florida, USA), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, Italia), e R. Teague (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA).

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'ESO, la U.S. National Science Foundation (NSF) e gli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS), in cooperazione con la repubblica del Cile. ALMA è stato fondato dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'NSF in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e dal National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan e dal NINS in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS) e l'Istituto di Astronomia e Scienze Spaziali della Corea (KASI). La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Asia Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

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), insieme 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 telescopi per survey come VISTA. 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.

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E-mail: anna.wolter@inaf.it

Olga Balsalobre-Ruza
PhD student at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel.: +34 918131531
E-mail: obalsalobre@cab.inta-csic.es

Itziar De Gregorio-Monsalvo
ESO Head of the Office for Science Chile
Santiago, Chile
Tel.: +56 (2) 2463 3000
E-mail: idegrego@eso.org

Jorge Lillo-Box
Researcher at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
Madrid, Spain
Tel.: + 34 918131309
E-mail: jorge.lillo@cab.inta-csic.es

Nuria Huélamo Bautista
Researcher at Centre for Astrobiology (CAB, CSIC-INTA)
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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso2311.

Sul Comunicato Stampa

Comunicato Stampa N":eso2311it
Nome:PDS 70
Tipo:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Instruments:ALMA Receiver Band
Science data:2023A&A...675A.172B

Immagini

The majority of the image is black, but at its centre is the bright, glowing stellar system. A large bright orange elliptical ring, like a stretched oval donut, dominates the image. A large fuzzy orange blob is located at the centre of the ring, where the star of the PDS 70 system resides. Some smaller and fainter orange blobs, indicating planets or possible planets, orbit it. Two blobs in particular are highlighted: one, the planet PDS 70b, is circled with a solid yellow line, while the other, a debris cloud that could indicate the presence of another planet, is circled by a dotted line. Both are following an elliptical orbit around the central blob.
A planet and its Trojan orbiting a star in the PDS 70 system (annotated)
soltanto in inglese
The majority of the image is black, but at its centre is the bright, glowing stellar system. A large bright orange elliptical ring, like a stretched oval donut, dominates the image. A large fuzzy orange blob is located at the centre of the ring, where the star of the PDS 70 system resides. Some smaller and fainter orange blobs, indicating planets or possible planets, orbit it.
A planet and its Trojan orbiting a star in the PDS 70 system
soltanto in inglese
La stella nana PDS 70 nella costellazione del Centauro
La stella nana PDS 70 nella costellazione del Centauro
Panoramica del cielo intorno a PDS 70
Panoramica del cielo intorno a PDS 70

Video

Does this planet have a “sibling” sharing the same orbit? (ESOcast 263 Light)
Does this planet have a “sibling” sharing the same orbit? (ESOcast 263 Light)
soltanto in inglese
Zooming in on the PDS 70 system, host to planet PDS 70b and a possible Trojan
Zooming in on the PDS 70 system, host to planet PDS 70b and a possible Trojan
soltanto in inglese
Artist’s animation of Trojan debris clouds
Artist’s animation of Trojan debris clouds
soltanto in inglese