Un gigante di tredici masse gioviane in un sistema binario evoluto
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Osservazioni di Kepler su periodo orbitale e attività magnetica di un sistema binario evoluto evidenziano la potenziale presenza di un esopianeta, il primo, scoperto in un sistema binario evoluto.


Fonte L. A. Almeida et al, Orbital Period Variation of KIC 10544976: Applegate Mechanism versus Light Travel Time Effect, The Astronomical Journal (2019)


Rappresentazione artistica del pianeta gioviano.
Rappresentazione artistica del
pianeta gioviano.

Negli ultimi tre decenni sono stati scoperti circa quattromila pianeti intorno a stelle diverse dal Sole. A partire dal 2011 è stato possibile utilizzare il telescopio Kepler della NASA per osservare i primi esopianeti intorno a giovani sistemi binari.

Oggi gli astronomi brasiliani hanno scoperto la prima prova dell'esistenza di un esopianeta  in orbita intorno a un sistema binario decisamente più evoluto, nel quale una delle due stelle è già morta. Il pianeta in questione ha una massa di circa 13 masse gioviane ed è stato scoperto tramite il tempo variabile con il quale le due stelle del sistema si eclissano a vicenda.

Il sistema binario è chiamato KIC 10544976 e si trova nella costellazione del Cigno. Le variazioni nei periodi orbitali sarebbero dovuti proprio all'attrazione esercitata dal pianeta presente, ma da sole non sono sufficienti a garantire la scoperta visto che l'attività magnetica delle stelle fluttua periodicamente proprio come il campo magnetico del Sole cambia polarità ogni undici anni, con turbolenze e macchie che aumentano e diminuiscono. Le variazioni possono causare cambiamenti nel campo magnetico e lo stesso vale per stelle isolate. Nei sistemi binari queste variazioni possono causare anche variazioni nei periodi orbitali per il meccanismo chiamato Applegate. Per essere certi della presenza del pianeta, quindi, sono stati analizzati gli effetti delle variazioni dei periodi e il ciclo di attività magnetica della stella "viva" del sistema binario.

KIC 10544976 si compone di una nana bianca e una nana rossa , con quest'ultima magneticamente attiva. Le osservazioni hanno abbracciato un periodo dal 2005 al 2017, con Kepler a osservare dal 2009 al 2013. Grazie a questi dati è stato possibile stimare il ciclo magnetico della nana rossa basandosi sul tasso e l'energia dei flare osservati. Le analisi hanno mostrato come l'attività magnetica sia durata 600 giorni, un valore consistente con i cicli stimati per le stelle isolate di piccola massa. Il periodo orbitale del sistema è stato misurato in 17 anni il che consente di scartare l'ipotesi di una variazione orbitale indotta dall'attività magnetica. L'ipotesi che resta è quella del pianeta con massa pari a 13 masse gioviane.

Ma come può essersi formato un pianeta simile in un sistema binario di questo tipo?

Una ipotesi vede lo sviluppo del pianeta in concomitanza alla formazione delle stelle, miliardi di anni fa. Un'altra ipotesi vede il pianeta formarsi dal gas espulso durante la morte della nana bianca. Nel primo caso si avrebbe un pianeta di prima generazione, nel secondo caso un pianeta di seconda generazione.

Una risposta potrà forse venire dal Giant Magellan Telescope (GMT), installato nel deserto di Atacama, che vedrà la prima luce nel 2024.