Al crescere del numero dei pianeti censiti, l’attenzione degli astronomi si sta spostando verso quei corpi che possono essere considerati degli “analoghi terrestri”. Sinora non sono noti dei veri e propri “gemelli della Terra”, ma qualche pianeta roccioso con dimensioni simili. I pianeti di taglia terrestre sono relativamente rari e non per meri limiti osservativi, poiché le condizioni all’interno dei dischi circumstellari sembrano favorire la formazione di pianeti più massicci.
Uno sguardo sulla giovane Terra
Questi pianeti, pur non essendo analoghi terrestri, rappresentano un’ottima occasione per valutare le condizioni che la Terra può aver sperimentato per diventare ospitale per la vita. Se poi il sistema planetario è anche giovane, lo studio è una ghiotta occasione per mettere alla prova le teorie prevalenti sulla formazione ed evoluzione planetaria, in una sorta di sguardo diretto sul passato.
Uno di questi giovani mondi è HD 63433 d a soli 22,3 parsec (65 anni luce) e delle dimensioni del nostro pianeta, scoperto in transito nei dati del satellite TESS della Nasa. HD 63433 d è il terzo pianeta in orbita intorno alla stella TOI-1726 e lo ha scoperto un gruppo internazionale nel corso del TESS Hunt for Young and Maturing Exoplanets (THYME), coordinato da Melinda Soares-Furtado. L’obiettivo principale di THYME è l’identificazione di giovani esopianeti in transito in gruppi in movimento, associazioni stellari e ammassi aperti. Ne fanno parte anche gli italiani Giovanni Covone e Christian Magliano del Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” dell’Università di Napoli Federico II.
Nel gruppo dell’Orsa Maggiore
Le proprietà cinematiche, rotazionali e di abbondanza della stella ospite suggeriscono l’appartenenza al giovane Gruppo in movimento dell’Orsa Maggiore. Di fatto è il più vicino ammasso aperto, distante in media 80 anni luce. Questo ammasso è formato da alcune decine di stelle sparse su tutta la volta celeste, il cui nucleo è rappresentato dalle stelle azzurre che formano l’asterismo del Grande Carro. HD 63433 è una delle stelle di massa minore ed è di tipo solare, nonché di magnitudine 6,9 nella costellazione dei Gemelli. Nello stesso studio sono emerse 56 probabili appartenenti al gruppo, coerenti con la sua giovane età stimata.
Con un’età stimata in circa 414 milioni di anni, il pianeta HD 63433 d è un buon esempio di come poteva apparire la Terra quando essa aveva meno di mezzo miliardo di anni, nel periodo geologico detto Adeano. Lo stesso sistema planetario, rientra in quella decina di sistemi giovani conosciuti e contempla altri due pianeti del tipo mini-Nettuno, annunciati nel 2020.
Nei dati di TESS
HD 63433 d è emerso analizzando la curva di luce della sua stella ospite, osservata in cinque distinti settori TESS, tra il 24 dicembre 2019 al 28 gennaio 2022. Dai dati non emerge alcun brillamento, indice di stabilità, e sono agevolmente rilevati i transiti dei pianeti HD 63433 b e HD 63433 c. Dopo la rimozione di questi due segnali, il gruppo ha rilevato la presenza di un terzo transito. Con un periodo di 4 giorni e una profondità di transito in circa 100 ppm, il terzo pianeta è coerente con le dimensioni della Terra.
Identificato il nuovo esopianeta, il gruppo è passato all’analisi cinematica affidandosi ai dati del satellite astrometrico Gaia (Gaia DR3). Dai dati sono emerse proprietà cinematiche, distribuzione spaziale e le proprietà stellari compatibili con l’appartenenza della stella HD 63433 al gruppo UMa. La similitudine della stella al Sole, la particolare orbita seguita, suggeriscono di descrivere HD 63433 d come una “Terra calda” con un raggio appena leggermente più grande.
Una “Terra calda”
L’estrema vicinanza alla sua stella, deve necessariamente produrre effetti non trascurabili sul pianeta. Orbitando ogni 4.209075 giorni (questi errori sono dell’ordine di un secondo), il semiasse maggiore è 20 volte più piccolo di quello della Terra. In altri termini, questo pianeta è 8 volte più vicino alla sua stella di quanto Mercurio lo sia al Sole. Questo porta a stimare l’orbita quasi perfettamente circolare. Tuttavia, poiché il rapporto è leggermente interno alla posizione della risonanza, è improbabile che il sistema sia in risonanza, poiché l’accumulo di sistemi risonanti avviene leggermente all’esterno.
La temperatura di equilibrio di HD 63433 d può essere calcolata assumendo un’orbita circolare, un’albedo di 0,3 e una perfetta ridistribuzione del calore. Dai calcoli emerge una temperatura di 1040 ± 40K. Tale temperatura è sufficiente a rendere fluide le rocce ed è probabile che il pianeta d sia bloccato dalle maree, quindi volge sempre un emisfero verso la sua stella. Molto probabilmente non possiede un’atmosfera densa o addirittura ne dovrebbe essere privo. Questo implica che l’emisfero rivolto alla stella, in assenza di un’efficiente ridistribuzione del calore, si presenti come un immenso oceano di lava. L’emisfero non illuminato è probabilmente molto più freddo, in modo simile a Mercurio o la Luna.
Il più vicino
HD 63433 d è il pianeta più vicino al nostro Sistema solare con un raggio simile a quello terrestre in orbita attorno a una giovane stella. Pertanto, questo è un obiettivo interessante per le osservazioni di follow-up, offrendo l’opportunità di rivelare approfondimenti sulla fisica della perdita di massa atmosferica degli esopianeti. Tra HD 63433 d e i due pianeti più grandi precedentemente conosciuti, il sistema HD 63433 è pronto a svolgere un ruolo importante nella nostra comprensione dell’evoluzione del sistema planetario nel primo miliardo di anni dopo la formazione.
