TOI-1752: confermati due pianeti, da un possibile mondo di lava a un sub-Nettuno nella zona abitabile

A circa 337 anni luce dalla Terra, il sistema TOI-1752 è stato confermato come un sistema planetario composto da due mondi in transito attorno a una nana rossa di tipo M1V. Il pianeta interno, TOI-1752 b, è una piccola super-Terra su un'orbita ultra-breve e potrebbe essere un vero e proprio “mondo di lava”. Il pianeta esterno, TOI-1752 c, è invece un sub-Nettuno più grande, con un periodo orbitale di 32,7 giorni e un'orbita compatibile con la zona abitabile ottimistica. 9111213

C'è però una distinzione fondamentale: la “zona abitabile” indica soltanto un intervallo di distanza dalla stella in cui, date determinate condizioni atmosferiche, potrebbe essere possibile l'esistenza di acqua liquida in superficie. Non dimostra che il pianeta abbia acqua, una superficie adatta o forme di vita.

Come sono stati confermati i due pianeti

Il satellite TESS della NASA cerca cali regolari nella luminosità delle stelle. Questi cali si verificano quando un pianeta passa davanti alla propria stella lungo la nostra linea di vista: è il cosiddetto metodo dei transiti. Il segnale identifica un candidato, ma non basta da solo a escludere scenari alternativi, come una stella binaria a eclisse. Per questo servono osservazioni aggiuntive, comprese misure fotometriche in più colori, che permettono di verificare se il segnale è coerente con un pianeta in transito. 1

La ricerca guidata dall'Istituto di Astrofisica dell'Andalusia (IAA-CSIC) ha combinato i dati raccolti da TESS con osservazioni effettuate da Terra. Tra queste figurano quelle ottenute con MuSCAT2, installato sul Telescopio Carlos Sánchez presso l'Osservatorio del Teide, a Tenerife. 1112

L'analisi complessiva ha validato entrambi gli oggetti come pianeti. Lo studio pubblicato descrive TOI-1752 b e TOI-1752 c come due piccoli pianeti in transito attorno alla nana rossa e ne riporta raggio e periodo orbitale. 13

TOI-1752 b, la super-Terra dal giorno di 22 ore

TOI-1752 b ha un raggio di circa 1,69 volte quello terrestre e completa un'orbita in circa 0,94 giorni. Il catalogo degli esopianeti della NASA lo elenca come pianeta confermato individuato con il metodo dei transiti. 5

Una simile orbita lo porta vicinissimo alla nana rossa. L'intensa radiazione ricevuta è alla base dell'espressione “mondo di lava” usata nello studio e nella copertura della scoperta. È importante, tuttavia, interpretarla per quello che è: una descrizione basata sui modelli di un ambiente estremamente caldo, non l'osservazione diretta di roccia fusa sulla superficie. 513

Per dimensioni, TOI-1752 b rientra nella categoria delle super-Terre. Il termine riguarda soprattutto il raggio del pianeta e non implica che le sue condizioni superficiali siano simili a quelle della Terra.

TOI-1752 c, un sub-Nettuno nella zona abitabile ottimistica

TOI-1752 c è il pianeta più esterno del sistema. Secondo i dati NASA, è un esopianeta di tipo nettuniano con una massa pari a 5,86 masse terrestri, un raggio di circa 0,204 raggi di Giove — equivalente a circa 2,29 raggi terrestri — e un periodo orbitale di 32,7 giorni. La sua distanza dalla stella è di 0,1614 unità astronomiche. 2

Lo studio indica un periodo più preciso di 32,7144 giorni e un raggio di 2,29 raggi terrestri, in linea con i valori del catalogo NASA. 213 Per dimensioni, il pianeta si colloca tra la Terra e Nettuno. Il solo raggio, però, non permette di sapere se possieda una superficie rocciosa, un involucro spesso ricco di idrogeno, strati d'acqua sottoposti ad altissima pressione o un'altra struttura interna.

Alcuni resoconti hanno descritto TOI-1752 c come un pianeta sottoposto a un'irradi­azione simile a quella terrestre e con una temperatura di equilibrio stimata intorno ai 18-20 °C. Questi valori vanno considerati stime riportate, non la prova dell'esistenza di una superficie temperata e simile a quella della Terra. 10

Perché la “zona abitabile” non equivale ad abitabilità

Un pianeta viene collocato nella zona abitabile quando la sua distanza dalla stella potrebbe, in presenza di condizioni atmosferiche adatte, consentire l'acqua liquida sulla superficie. La classificazione non stabilisce che tali condizioni esistano davvero.

Nel caso di un sub-Nettuno come TOI-1752 c, atmosfera e struttura interna sono decisive. Un involucro spesso di gas volatili potrebbe generare pressioni e temperature molto diverse da quelle della superficie terrestre, anche se il pianeta ricevesse una quantità simile di energia dalla stella. Anche nubi, composizione atmosferica, circolazione e presenza — o assenza — di una superficie solida cambiano profondamente il significato pratico della parola “abitabile”.

Nel materiale di ricerca fornito non è stata stabilita alcuna biosignatura né alcuna evidenza di vita su TOI-1752 c. Per capire se il pianeta abbia un'atmosfera e quali gas contenga saranno necessarie ulteriori osservazioni, inclusa la spettroscopia dei transiti: una tecnica che cerca di separare la debole firma dell'atmosfera planetaria dalla luce molto più intensa della stella ospite.

Il confronto con K2-18 b

TOI-1752 c ricorda K2-18 b perché entrambi sono sub-Nettuni in transito attorno a nane rosse e completano un'orbita in circa 33 giorni. Il NASA Exoplanet Archive assegna a K2-18 b un periodo di 32,94 giorni e un raggio di circa 2,37 volte quello terrestre. 3

Il confronto è utile, ma non significa che i due pianeti siano uguali. Periodi orbitali e dimensioni simili non garantiscono la stessa massa, atmosfera, quantità di nubi o composizione interna. Il particolare interesse di TOI-1752 nasce anche dal fatto che i suoi due pianeti formano una coppia molto contrastante attorno alla stessa stella.

Un laboratorio per studiare l'evoluzione dei pianeti

I due mondi vivono in ambienti orbitali radicalmente diversi: TOI-1752 b gira attorno alla stella in meno di un giorno, mentre TOI-1752 c impiega quasi 33 giorni. Studiarli insieme potrebbe aiutare gli scienziati a capire come si formano e migrano i pianeti, in che modo la radiazione stellare intensa modifica o spazza via le atmosfere e quale rapporto esista tra il raggio di un pianeta e la sua composizione interna.

Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1213 Le future misurazioni della massa e dell'atmosfera di TOI-1752 c saranno particolarmente preziose: potrebbero chiarire se si tratta di un sub-Nettuno ricco di gas, di un mondo con abbondante acqua o di un'altra categoria di pianeta intermedio. Soprattutto, permetteranno di capire quanto — e quanto poco — si possa dedurre dal semplice fatto che un pianeta orbiti nella zona abitabile.