Esopianeti mini-Nettuni: la missione Cheops dell’ESA ne scopre quattro

La missione Cheops dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha recentemente confermato l’esistenza di quattro esopianeti caldi in orbita attorno a quattro stelle diverse nella Via Lattea. Questi pianeti, noti come mini-Nettuni, hanno dimensioni comprese tra quelle della Terra e di Nettuno e orbitano molto vicini alle rispettive stelle, più vicini di quanto Mercurio sia al Sole.

I mini-Nettuni sono dei pianeti diversi da quelli presenti nel nostro sistema solare e rappresentano un “collegamento mancante” tra i pianeti simili alla Terra e quelli simili a Nettuno, il cui meccanismo di formazione non è ancora completamente compreso. Sono oggetti comuni, ma misteriosi, più piccoli, più freddi e più difficili da individuare rispetto ai giganti gassosi noti come gioviani caldi. Mentre i gioviani caldi orbitano attorno alle loro stelle in poche ore o giorni, con temperature superficiali superiori a 1000 °C, i mini-Nettuni caldi impiegano più tempo a completare un’orbita e hanno temperature superficiali più fredde, intorno ai 300 °C.

La missione Tess della NASA ha inizialmente rilevato segnali dell’esistenza di questi quattro nuovi esopianeti, ma le osservazioni di Cheops hanno confermato la loro presenza, determinando anche i loro periodi orbitali reali. I quattro pianeti scoperti hanno orbite che variano da 21 a 53 giorni attorno alle rispettive stelle. Questa scoperta è importante poiché contribuisce ad ampliare la nostra conoscenza sugli esopianeti con orbite più lunghe, simili a quelli presenti nel nostro sistema solare.

Una delle questioni ancora irrisolte riguardo ai mini-Nettuni riguarda la loro composizione. Si ipotizza che abbiano un nucleo roccioso-ferroso circondato da strati esterni di materiale più leggero. Alcune teorie suggeriscono che potrebbero possedere oceani profondi di acqua liquida, un’atmosfera ricca di idrogeno ed elio o un’atmosfera composta principalmente da vapore acqueo. Comprendere la loro composizione è essenziale per comprendere la formazione di questi pianeti. I mini-Nettuni ricchi d’acqua potrebbero essersi formati nelle regioni ghiacciate del loro sistema planetario prima di migrare verso l’interno, mentre quelli composti da una combinazione di roccia e gas potrebbero essere rimasti nella loro posizione di formazione.

Le misurazioni effettuate da Cheops hanno permesso di determinare il raggio dei quattro esopianeti, mentre la loro massa è stata calcolata utilizzando osservazioni provenienti da telescopi terrestri. Combinando la massa e il raggio, è possibile stimare la densità complessiva, fornendo indicazioni sulla presenza di un nucleo roccioso-ferroso. Nonostante questi dati rappresentino un passo avanti significativo nella comprensione dei mini-Nettuni, non sono sufficienti per determinare la composizione degli strati esterni.

I quattro esopianeti confermati rappresentano candidati ideali per future missioni di follow-up come il telescopio spaziale James Webb o la futura missione Ariel dell’ESA. Queste missioni spettroscopiche potrebbero rivelare la composizione delle atmosfere dei pianeti e fornire risposte definitive sulla composizione degli strati esterni. Una caratterizzazione completa di questi corpi celesti è essenziale per comprendere il loro processo di formazione. Conoscere la composizione dei mini-Nettuni ci fornirà informazioni cruciali sul meccanismo della loro formazione e contribuirà alla nostra comprensione delle origini e dell’evoluzione del sistema solare.

I risultati delle osservazioni effettuate su questi quattro esopianeti sono stati pubblicati in quattro articoli su Astronomy & Astrophysics e Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, con la partecipazione di numerosi astronomi degli osservatori INAF di Catania e Padova.