Il primo esosatellite non orbita attorno a un pianeta

Grazie alle osservazioni effettuate con il Very Large Telescope (Vlt) dell’Eso, i ricercatori dell’Università Diego Portales (Cile), dell’Eso e dell’Inaf hanno presentato le prime prove solide dell’esistenza di un oggetto simile a una luna attorno alla nana bruna del sistema CD-35 2722, con dimensioni paragonabili al più massiccio dei pianeti del Sistema solare. La scoperta è stata pubblicata oggi su Nature. Sono più di seimila gli esopianeti scoperti dagli anni ’90 ad oggi, ma finora non è stata comprovata l’esistenza di nessun satellite, o esoluna, attorno a uno di questi. Il sistema analizzato da questo studio è composto dalla stella CD-35 2722 (che dà il nome al sistema), che possiede circa metà della massa del Sole ed è l’oggetto più grande e massiccio; attorno ad essa orbita una compagna nana bruna, un oggetto troppo massiccio per essere considerato un pianeta ma troppo poco massiccio per essere una stella, scoperta mediante la tecnica dell’imaging diretto; attorno a quest’ultima, poi, orbiterebbe un satellite naturale. Il sistema, dicono i ricercatori, è alquanto insolito e difficile da definire utilizzando termini che usiamo per descrivere i corpi del Sistema solare come “pianeta” e “luna”. Il nuovo oggetto, che il gruppo di ricerca definisce “esosatellite”, possiede infatti una massa almeno pari a quella di Giove, mentre la nana bruna ha una massa superiore a 30 volte quella del gigante gassoso. L’esosatellite è abbastanza massiccio da poter essere considerato un pianeta – prendendo come riferimento il Sistema solare –, ma non può essere definito tale in quanto non orbita attorno a una stella, bensì attorno a un altro oggetto a sua volta in orbita attorno a una stella. Per questo è stato chiamato “luna”, anche se non assomiglia affatto alle piccole lune rocciose presenti nel nostro Sistema solare. «Il satellite che riportiamo è un gigantesco corpo gassoso che orbita attorno a un compagno estremamente massiccio, esso stesso con una massa pari a diverse volte quella di Giove», spiega Alice Zurlo, professoressa all’Universidad Diego Portales, direttrice del team Millennium Nucleus of Young Exoplanets and their Moons (Yems), associata Inaf e coautrice dello studio. «Nel Sistema solare esiste una netta distinzione tra i pianeti e il Sole, quindi definire oggetti come le lune è semplice. Nel sistema CD-35 2722, dove i confini tra stelle, pianeti e lune diventano sfumati, l’intero quadro risulta molto più complesso da descrivere. Per quanto esotico possa apparire, questo sistema è davvero unico e rappresenta una svolta: la prima rilevazione plausibile di un esosatellite». Indipendentemente da come si scelga di chiamare questo oggetto, gli astronomi cercano da anni di individuare satelliti al di fuori del Sistema solare, senza che finora sia stata ottenuta alcuna rilevazione inequivocabile. Per le osservazioni del sistema CD-35 2722, i ricercatori hanno utilizzato lo strumento Crires+ installato al telescopio Vlt dell’Eso, in Cile, impiegando il metodo delle velocità radiali, lo stesso che fu utilizzato per scoprire il primo esopianeta attorno a una stella simile al Sole. Questa tecnica consente di rilevare le piccole oscillazioni della nana bruna causate dall’oggetto in orbita attorno a essa, viene spesso utilizzata per confermare la presenza di esopianeti in orbita attorno a stelle nella nostra galassia e, in questo caso, è in grado di fornire la prima solida evidenza dell’esistenza di questo satellite. «Questo è uno dei sistemi più adatti a cui applicare questa tecnica, per questo l’abbiamo scelto», spiega Silvano Desidera, ricercatore all’Inaf di Padova e coautore dello studio. «Per effettuare misure di velocità radiali della nana bruna – e, in prospettiva, di pianeti veri e propri – abbiamo bisogno che gli spettri non abbiano una contaminazione elevata da parte della stella centrale, che è molto più brillante rispetto alla nana bruna. Il caso di CD-35 2722 è perfetto, perché la stella centrale ha una massa ridotta (e quindi è meno luminosa rispetto ad altre stelle) e la nana bruna è ben separata da essa in cielo, essendo il sistema vicino a noi». Oltre all’importanza di aver scoperto una classe di oggetti finora rimasta prerogativa del Sistema solare, l’individuazione di satelliti in altri sistemi planetari può contribuire a comprendere quanto siano diversi i processi di formazione ed evoluzione di tali sistemi. Solo pochi mesi fa, un lavoro basato su osservazioni condotte con il Large Telescope Interferometer (Vlti) dell’Eso nel sistema stellare HD 206893 aveva rivelato indizi della presenza di un satellite, ma senza una rilevazione certa. In quel caso, la luminosità della stella era molto maggiore e il sistema risultava poco adatto all’applicazione della tecnica delle velocità radiali con gli strumenti oggi disponibili. Nel prossimo futuro, l’Extremely Large Telescope (Elt) dell’Eso, con il suo specchio da 39 metri e la sua strumentazione avanzata, consentirà agli astronomi di individuare esosatelliti di dimensioni più ridotte. «Questa scoperta così particolare apre il percorso verso la rivelazione di esosatelliti più simili a quelli del Sistema solare, che sarà possibile usando alcuni strumenti attualmente in costruzione, in particolare, lo spettrografo Andes (a guida italiana) al telescopio Elt. Il miglioramento rispetto agli strumenti attuali riguarderà, da un lato, la miglior risoluzione angolare di Elt (che ridurrà la contaminazione della stella centrale sugli spettri di nane brune/pianeti) e, dall’altro, la miglior precisione nella misura delle velocità radiali resa possibile dallo spettrografo stesso. Potremo quindi applicare questa tecnica a un numero maggiore di pianeti o nane brune», conclude Desidera, «e raggiungere sensibilità che ci porteranno a scoprire esolune ed esosatelliti più piccoli». Per saperne di più: - Leggi su Nature l’articolo “Planetary-mass exosatellite detected around the substellar companion of a star”, di Kevin Hoy, Alice Zurlo, Pablo A Peña R, Jana Köhler, Silvano Desidera, Raffaele Gratton, Cecilia Lazzoni, Simon Petrus, Florian Rodler, Jonathan Smoker, Valentina D’Orazi, Ilaria Carleo e Ilaria Giovannini Guarda il servizio video su MediaInaf Tv: