Cinque pianeti in un dodicesimo dell'orbita terrestre

Gli astronomi hanno identificato un sistema planetario estremamente compatto. Kepler-80 è una stella distante 1100 anni luce dalla Terra e circondata da cinque esopianeti. Nuove analisi dinamiche del sistema hanno rivelato che il più esterno dei cinque esopianeti è caratterizzato da una distanza media dalla propria stella pari a meno di un dodicesimo di unità astronomica, ovvero meno di un dodicesimo della distanza che separa la Terra dal Sole.

Il sistema di Kepler-80 e altri possibili SUTIP a confronto con il sistema solare. Credit: Florida Institute of Technology

Quattro dei cinque pianeti erano stati scoperti nel 2012; il più interno, dotato di un periodo orbitale pari a meno di un giorno, è stato confermato solo quest'anno, grazie a nuove osservazioni raccolte nell'ambito della missione K2 del telescopio spaziale Kepler.

Essendo così vicini l'uno all'altro, i cinque pianeti sono in costante interazione tra di loro. Ciascun pianeta è quindi in grado di perturbare le orbite degli altri, rimandandone o anticipandone il transito davanti alla stella madre. Queste variazioni nelle tempistiche dei transiti sono conosciute come TTV, dall'inglese "transit timing variations". Studiando questo fenomeno, gli scienziati possono ricostruire la massa e i parametri orbitali dei pianeti senza dover ricorrere ad altri metodi - quello delle velocità radiali, ad esempio - che spesso accompagnano lo studio dei transiti. Purtroppo, il pianeta più interno, Kepler-80f, è piuttosto isolato dal punto di vista gravitazionale; gli scienziati sono dunque stati costretti a calcolare la sua massa basandosi solamente sul raggio osservato da Kepler, un metodo che può produrre risultati piuttosto approssimativi.

Vista la sua compattezza, il sistema di Kepler-80 rientra pienamente all'interno della famiglia di sistemi planetari detti STIP (da "systems with tightly-packed inner planets), caratterizzati dalla presenza di 3-7 pianeti interni con periodi orbitali minori di 100 giorni. Nel caso di Kepler-80, i cinque periodi orbitali vanno da 0.99 a 9.52 giorni. Per poter essere stabili, questi sistemi sono quasi sempre caratterizzati da inclinazioni relative molto basse; alcuni di questi sistemi vantano inoltre la presenza di compagni a lungo periodo, come HD 10180, 55 Cnc e GJ163.

Gli scienziati sospettano che esista una popolazione di sistemi planetari ancora più estremi, di cui Kepler-80 potrebbe far parte: gli SUTIP, da "systems with ultra-tightly-packed inner planets", ancor più compatti degli STIP. I sistemi SUTIP avrebbero probabilmente diverse origini dinamiche rispetto agli STIP.

Le analisi degli scienziati indicano che tutti e cinque i pianeti hanno un diametro maggiore di quello terrestre: 1.21, 1.53, 1.60, 2.67 e 2.74 raggi terrestri, dal più interno al più esterno. I dati suggeriscono inoltre la presenza di una risonanza nelle orbite dei quattro pianeti esterni, che ogni 27 giorni si trovano nella stessa configurazione orbitale, con una librazione di 1 o 2 gradi. I quattro pianeti esterni hanno masse di 6.75, 4.13, 6.93 e 6.74 masse terrestri, rispettivamente.