L’orbita di una stella indotta dal suo pianeta

Si apre una nuova era nella ricerca di esopianeti

La stella HD 81040 nelle immagini della SLOAN Digitized Sky Survey.

Benché preponderanti per massa, anche le stelle subiscono minuscoli spostamenti indotti dalla presenza di uno o più pianeti. Il nostro Sole, ad esempio, oscilla intorno al centro di massa del sistema planetario, posto appena fuori la sua atmosfera. Nelle altre stelle, specie se accompagnate da grossi pianeti giganti, questo effetto può diventare pronunciato. Di solito, tali oscillazioni sono sfruttate per ottenere misure di velocità radiali per stabilire la presenza di un pianeta.

Solo per pochissime stelle gli astronomi hanno però misurato, non senza difficoltà, il minuscolo spostamento nel cielo della stella ospite. È stato fatto con Hubble nel 2010, con il Very Large Telescope nel 2016 e con l’interferometria a base lunghissima nel 2020.

La versatilità di Gaia

Al contrario, il satellite Gaia fornisce automaticamente misurazioni estremamente precise, spesso sufficienti per rilevare traccia del movimento orbitale causato da esopianeti giganti intorno alle stelle. Quando il periodo orbitale del pianeta è paragonabile all’intervallo delle osservazioni di Gaia, lo strattone gravitazionale subito dalla stella può diventare abbastanza pronunciato da essere rivelabile come uno spostamento in eccesso nelle misure di parallasse e nel moto proprio della stella.

Pure per uno strumento come Gaia tali misure sono, comunque, delicate ma, se condotte abbastanza a lungo e seguite da specifica analisi, disegnare l’orbita di una stella intorno al centro di massa diventa possibile. Anzi, si apre una nuova fase nella ricerca di esopianeti poiché la rivelazione di tali movimenti tradirà la presenza di oggetti substellari.

Il caso della stella HD 81040

Un esempio delle potenzialità è offerta dalla stella HD 81040.

Situata a circa 35 parsec dal Sole (114 anni luce) nella costellazione del Leone, questa stella di 7ma magnitudine era già conosciuta come stella dal veloce moto proprio. Intorno ad essa era anche noto un pianeta gassoso gigante, scoperto con il metodo della velocità radiale nel 2006, con periodo orbitale di 1000 giorni.

Su HD 81040 Gaia ha ottenuto circa 400 misurazioni astrometriche in 900 giorni ed elaborate con una procedura capace d’identificare movimenti kepleriani minuscoli. Per gli studiosi tale rilevamento ha un valore considerevole per futuri studi sugli esopianeti.

Orbita astrometrica di HD81040 (a sinistra) determinata da Gaia. Il modello dell’orbita proiettata in cielo attorno al baricentro del sistema (contrassegnato da una x è mostrato in grigio) dopo la sottrazione della parallasse e il movimento proprio. (ESA/Gaia/DPAC)

Misure delicatissime

La delicatezza delle misure emerge dal valore del movimento orbitale avente una semiampiezza di appena ~0,4 milliarcosecondi (mas), cioè circa 3 ordini di grandezza più piccolo del moto proprio annuale della stella. Per fare un esempio concreto: un piatto sulla Luna visto dalla Terra è equivalente a metà ampiezza angolare apparente dell’orbita. La stella ha una massa praticamente identica al nostro Sole ed è in buon accordo con quanto era stato ricavato in precedenza.

Le misure astrometriche erano di tale qualità da poter stabilire pure l’inclinazione dell’orbita retrograda rispetto alla stella e la massa del gigante gassoso, stimata in circa 8 masse gioviane.

Solo un assaggio di quello che sarà il futuro

La risoluzione orbitale di HD 81040 è uno dei primi risultati sugli esopianeti di Gaia. È soltanto un’anteprima di un campione più ampio di orbite astrometriche che sarà rilasciato nel secondo semestre di quest’anno con Gaia DR3, riguardante i primi 34 mesi di dati.

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 298 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa a programmi Pro-Am nello studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.