TRAPPIST, le orbite dei pianeti rocciosi

Le prime osservazioni del sistema TRAPPIST – 1 risalgono al 2016 e hanno rivelato tre esopianeti in orbita attorno a una piccola nana rossa. All’epoca non si era certi della posizione corretta dell’orbita più esterna. Le successive osservazioni fatte con lo Spitzer Space Telescope della NASA, così come i telescopi terrestri, hanno fatto chiarezza ulteriore sul sistema scoprendo che è composto da sette esopianeti delle dimensioni della Terra. Si è scoperto che l’esopianeta TRAPPIST-1d originale era in realtà un segnale confuso generato da altri tre esopianeti non ancora rilevati che sono stati aggiunti al sistema.
La scoperta del sistema TRAPPIST – 1 ha generato un grande clamore mediatico perché sede di tre esopianeti di tipo terrestre posti nella zona riccioli d’oro, o molto vicini ad essa, dove l’acqua può esistere in superficie allo stato liquido. TRAPPIST – 1 come detto è una stella molto piccola perciò i sette pianeti sono relativamente vicini alla stella madre, il sistema è molto piccolo se paragonato al sistema solare.
Determinare la storia di questo sistema esoplanetario è importante perché potrebbe dirci se uno dei pianeti potrebbe essere abitabile. Il sistema TRAPPIST – 1 è interessante anche per un’altro motivo, manca di oggetti vicini che potrebbero perturbare le orbite dei pianeti, ciò vuol dire che le orbite dovrebbero essere ancora nei pressi delle zone di formazione dei pianeti e questa è un’occasione che gli astronomi possono sfruttare per studiare le condizioni primordiali del sistema.
Sfruttando il fatto che le stelle ruotano attorno al proprio asse, si è potuto misurare sul sistema TRAPPIST –  1, attraverso l’effetto Rossiter – McLaughlin, che si manifesta ogni qual volta un pianeta transita davanti alla stella, e da questo risalire al grado di allineamento dell’orbita del pianeta transitante con l’asse di rotazione della sua stella.
Se un pianeta in transito, passa tra la stella e la Terra bloccandone una piccola porzione di luce, è possibile dire quale bordo della stella il pianeta blocca per primo. Usando questo metodo, è possibile misurare il disallineamento tra l’orbita planetaria e la rotazione della stella. Tuttavia, fino ad ad oggi questo tipo di misurazioni avevano un limite, si potevano effettuare solo sugli esopianeti grandi Giove o Nettuno.
TRAPPIST – 1 è stato studiato con il Subaru Telescope da un gruppo di ricercatori, che comprendeva membri del Tokyo Institute of Technology e del Centro di Astrobiologia, che cercavano un disallineamento tra le orbite planetarie e la stella madre.
Il 31 agosto 2018 tre degli esopianeti in orbita attorno a TRAPPIST – 1 sono transitati di fronte alla stella in una sola notte. L’occasione è stata colta dal gruppo di ricercatori che hanno potuto misurare il passaggio e stabilire che due dei tre erano pianeti rocciosi che orbitano vicino alla zona abitabile.
Le stelle a bassa massa che sono stelle piccole e deboli non permettevano uno studio sull’obliquità, problema superato con TRAPPIST – 1 grazie al potere di raccolta della luce del telescopio Subaru e all’elevata risoluzione spettrale del nuovo spettrografo a infrarossi IRD, il gruppo di ricercatori è stato in grado di misurare l’obliquità. La scoperta mostra che l’obliquità è bassa, prossima allo zero. Questa è la prima misurazione dell’obliquità stellare per una stella a massa molto bassa, la prima misurazione effettuata con l’effetto Rossiter-McLaughlin che ha coinvolto i pianeti posti nella zona abitabile.
Tuttavia, il leader del gruppo di ricerca, Teruyuki Hirano, ha avvertito che “I dati suggeriscono l’allineamento della rotazione stellare con gli assi orbitali planetari, ma la precisione delle misurazioni non era abbastanza buona da escludere completamente una piccola rotazione -orbita in disallineamento. Tuttavia, questa è la prima rilevazione dell’effetto con pianeti simili alla Terra e più lavoro caratterizzerà meglio questo straordinario sistema esopianeta“.
Fonte: https://phys.org/news/2020-05-trappist-planetary-orbits-misaligned.html; http://www.spitzer.caltech.edu/images/6298-ssc2017-01i-The-Discovery-of-TRAPPIST-1-Planets