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Roccioso e gassoso, ecco il ritratto di Toi-130b

New detailed observations with NSF’s NOIRLab facilities reveal a young exoplanet, orbiting a young star in the Hyades cluster, that is unusually dense for its size and age. Slightly smaller than Neptune, K2-25b orbits an M-dwarf star — the most common type of star in the galaxy — in 3.5 days.

Si trova a 180 anni luce di distanza dalla Terra e orbita intorno a una stella simile al Sole. Stiamo parlando di Toi-130b, un esomondo con un periodo di 14,3 giorni e un raggio di 2,4 volte quello della Terra scovato dal cacciatore di espianti Tess della Nasa. Un team di ricercatori dell’Inaf ha caratterizzato ulteriormente il pianeta grazie allo spettrografo Espresso, installato sul Very Large Telescope dello Eso. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics.

Per un sistema transitante quale Toi-130b, la combinazione di una misura di raggio e una di massa permette di determinarne la densità e quindi, per confronto con modelli teorici, ricavare una stima della sua composizione interna.  Tess invece, ha stimato le dimensioni del pianeta. L’esopianeta è stato inserito nel programma Gto (Guaranteed Time Observations) del Consorzio Espresso che ha come obiettivo il follow-up dei candidati pianeti in transito scoperti da Tess. «Grazie alle misure di Espresso – commenta Alessandro Sozzetti, primo autore dello studio – abbiamo determinato che la massa di Toi-130b è 7,8 volte quella della Terra e la sua densità è circa la metà di quella del nostro pianeta. Abbiamo dedotto che Toi-130b potrebbe avere un nucleo roccioso con una notevole quantità di acqua, circondato da un inviluppo gassoso significativo».

Secondo gli astronomi le caratteristiche di Toi-130b e la notevole brillantezza della sua stella lo rendono uno dei candidati ideali per la caratterizzazione dell’atmosfera che potrebbe essere effettuata dal James Webb Telescope, in partenza l’autunno prossimo. Ma non è tutto. Grazie alle analisi di Espresso i ricercatori hanno scoperto che l’esopianeta ha un compagno non transitante Toi-130c, che ha un periodo di circa 41 giorni e una massa paragonabile a quella di Nettuno. Le orbite dei due pianeti sono quasi circolari, una forma dovuta alla mancanza di fasi violente (collisioni o fenomeni di instabilità) nel corso delle prime fasi evolutive del sistema.

Il team ha effettuato uno studio sui pianeti sub-nettuniani transitanti e ha scoperto che questa particolare classe di pianeti di breve periodo e con masse superiori a 10 volte quella della Terra sono rari attorno a stelle più calde del Sole. Secondo quanto si legge nello studio, questo risultato è il risultato dei processi di formazione dei pianeti attorno a stelle di massa fra loro diversa: infatti, stelle giovani via via più massicce hanno tipicamente dischi protoplanetari di massa maggiore. «Nello scenario tipico di formazione planetaria, quando il nucleo roccioso di un protopianeta raggiunge una massa critica di circa 10 masse terrestri inizia ad accumulare rapidamente grandi quantità di gas, finendo il processo di formazione come pianeta gigante gassoso, in analogia a quanto è accaduto per  Giove – conclude Sozzetti – più materiale i protopianeti hanno a disposizione, più questo processo è efficiente. Diventa dunque ragionevole attendersi che, attorno a stelle di massa via via maggiore, pianeti giovani con massa a partire da 10 masse terrestri si trasformino sempre più spesso in veri e propri giganti gassosi».

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