Primi risultati da Cheops: l'osservatorio di esopianeti dell'ESA rivela un mondo estremamente alieno

Lanciato a dicembre 2019, Cheops (Characterising Exoplanet Satellite – Satellite per la caratterizzazzione di esopianeti) è progettato per osservare le stelle vicine note per ospitare pianeti. Misurando con estrema precisione i cambiamenti nei livelli di luce proveniente da questi sistemi quando i pianeti orbitano le loro stelle, Cheops può fornire una prima caratterizzazione di tali pianeti – e, di conseguenza, accrescere la nostra comprensione di come si formano e di come evolvono.

La nuova scoperta riguarda il cosidetto 'Giove ultra-caldo' denominato WASP-189 b. I 'Giove caldo', come suggerisce il nome, sono pianeti gassosi giganti simili al pianeta Giove del nostro sistema solare: tuttavia, orbitano lontano, molto più vicino alla loro stella ospite, e pertanto sono riscaldati fino a temperature estreme.

WASP-189 b si trova circa venti volte più vicino alla sua stella di quanto la Terra lo sia dal Sole, e completa un'orbita totale in soli 2,7 giorni. La sua calda stella è più grande e oltre 2.000 gradi più calda del Sole, e pertanto sembra brillare blu. "Si conoscono solo una manciata di pianeti che esistono intorno a stelle così calde, e questo sistema è senz'altro il più brillante", commenta Monika Lendl dell'Università di Ginevra, Svizzera, autrice principale del nuovo studio. "WASP-189 b è anche il più brillante 'Giove caldo' che possiamo osservare mentre passa davanti o dietro alla sua stella, rendendo l'intero sistema molto affascinante".

All'inizio, Monika e colleghi hanno utilizzato Cheops per osservare WASP-189 b mentre passava dietro la sua stella ospite – una occultazione. "Dal momento che il pianeta è così brillante, c'è effettivamente un rilevante calo di luce che vediamo provenire dal sistema mentre brevemente sfugge alla vista", spiega Monika Lendl. "Abbiamo utilizzato questo per misurare la luminosità del pianeta e costringere la sua temperatura a un rovente 3.200 gradi C".

Ciò fa di WASP-189 b uno dei pianeti più caldi e più estremi, e completamente diverso da qualsiasi pianeta del sistema solare. A tali temperature, anche metalli come ad esempio il ferro si squagliano e si trasformano in gas, rendendo il pianeta chiaramente inabitabile.

Successivamete, Cheops ha osservato WASP-189 b passare davanti alla sua stella – un transito. I transiti possono rivelare molto delle dimensioni, della forma e delle caratteristiche orbitali di un pianeta. Questo è vero per WASP-189 b, che è risultato essere più grande del previsto di quasi 1,6 volte il raggio di Giove.

"Abbiamo inoltre visto che la stella stessa è interessante – non è perfettamente rotonda, ma più grande e più fredda al suo equatore che ai poli, facendo apparire i poli della stella più luminosi", continua Monika Lendl. "Ruota così velocemente che viene trascinata in fuori al suo equatore! Oltre a questa assimetria c'è il fatto che l'orbita di WASP-189 b è inclinata; non viaggia intorno all'equatore, ma passa vicino ai poli della stella".

Vedere un'orbita così inclinata si aggiunge al mistero esistente di come si formano i 'Giove caldo'. Affinchè un pianeta abbia un'orbita così inclinata, deve essersi formato molto più esternamente ed esser stato poi spinto verso l'interno. Si pensa che ciò accade quando pianeti multipli all'interno di un sistema si 'spintonano' per la posizione, o quando un'influenza esterna – per esempio, un'altra stella – disturba il sistema, spingendo i giganti gassosi verso la loro stella e su orbite molto brevi che sono altamente inclinate. "Dal momento che abbiamo misurato tale inclinazione con Cheops, ciò suggerisce che WASP-189 b è stato oggetto di queste interazioni in passato", aggiunge Monika Lendl.

Monika e colleghi hanno utilizzato le osservazioni altamente accurate e le capacità ottiche di Cheops per rivelare i segreti di WASP-189 b. Cheops ha aperto il suo 'occhio' a gennaio di quest'anno e cominciato le regolari operazioni scientifiche ad aprile, e ha continuato a lavorare per ampliare la nostra conoscenza degli esopianeti e del cosmo vicino nei mesi successivi.

"Questo primo risultato da Cheops è estremamente emozionante: è la prima evidenza decisiva che la missione è all'altezza della sua promessa in termini di precisione e di performance", commenta Kate Isaak, scienziato di progetto di Cheops all'ESA.

Migliaia di esopianeti, la maggior parte senza analoghi nel nostro sistema solare, sono stati scoperti nell'ultimo quarto di secolo, con molti altri da scoprire grazie ad attuali e futuri rilievi da terra e missioni spaziali.

"Cheops ha un ruolo unico di 'proseguimento' da svolgere nello studio di tali esopianeti”, continua Kate Isaak. "Cercherà transiti di pianeti che sono stati scoperti da Terra e, dove possibile, misurerà più accuratamente le dimensioni di pianeti già noti per transitare le loro stelle ospiti. Tracciando con Cheops gli esopianeti nelle loro orbite, possiamo fare una primo passo nella caratterizzazione delle loro atmosfere e determinare la presenza e le proprietà di eventuali nuvole presenti".

Nei prossimi anni, Cheops seguirà centinaia di pianeti conosciuti che orbitano stelle luminose, accrescendo ed estendendo ciò che è stato fatto qui per WASP-189 b. La missione è la prima di una serie di tre missioni scientifiche dell'ESA focalizzate sul rilevamento e la caratterizzazione di esopianeti: ha anche un elevato potenziale di scoperta – dall'identificazione di obiettivi primari per future missioni che sonderanno atmosfere fuori dal sistema solare alla ricerca di nuovi pianeti e lune extra solari.

"La missione Cheops non solo approfondirà la nostra comprensione degli esopianeti", continua Kate Isaak, "ma anche del nostro stesso pianeta, sistema solare e del più ampio ambiente cosmico".

Note per i redattori

'The hot dayside of WASP-189 b and its gravity-darkened host star seen by CHEOPS' di M. Lendl et al.  è presente su Astronomy & Astrophysics.

Monika Lenld e Kate Isaak risponderanno alle domande della stampa durante un webinar dedicato ospitato da Europlanet Science Congress (EPSC2020) oggi 28 settembre dalle 15:00 alle 15:30.

Per partecipare, utilizzare le credenziali sotto riportate:

https://us02web.zoom.us/j/89500083953
Webinar ID: 895 0008 3953
Webinar Passcode: 488568

Maggiori informazioni su Cheops

Cheops è una missione ESA sviluppata in collaborazione con la Svizzera, con un consorzio dedicato guidato dall'Università di Berna, e con importanti contributi da parte di Austria, Belgio, Francia, Germania, Ungheria, Italia, Portogallo, Spagna, Svezia e Regno Unito.

ESA è l'architetto della missione Cheops, responsabile dell'approvvigionamento e collaudo del satellite, del lancio e della fase operativa iniziale, della messa in servizio in orbita, così come del Guest Observers' Programme, il programma grazie al quale scienziati di tutto il mondo possono richiedere di fare osservazioni con Cheops. Il consorzio di 11 Stati Membri dell'ESA guidato dalla Svizzera ha fornito gli elementi essenziali della missione. Il contraente principale per il progetto e la costruzione del satellite è Airbus Defence and Space di Madrid, Spagna.

Il consorzio della missione Cheops gestisce il Centro Operazioni di Missione che si trova presso INTA, a Torrejón de Ardoz, vicino Madrid, Spagna, e il Centro Operazioni Scientifiche, presso l'Università di Ginevra, Svizzera.

Per maggiori informazioni, consultare: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Cheops

Per maggiori informazioni:

Monika Lendl
University of Geneva, Switzerland
Email: monika.lendl@unige.ch

Kate Isaak
ESA Cheops project scientist
Email: kate.isaak@esa.int