TOI 1726 d, il pianeta dalle due facce: una di roccia solida e una di roccia fusa

Immaginate la Terra, ma venti volte più vicina al Sole, quindi sottoposta a temperature altissime. Poi immaginate che la sua rotazione (attorno al proprio asse) e la sua rivoluzione (attorno al Sole) siano sincronizzate per cui la Terra rivolge al Sole sempre lo stesso emisfero.

Allora, in un emisfero sarà sempre giorno, essendo perennemente rivolto verso il Sole e surriscaldato ininterrottamente, nell’altro emisfero sarà sempre notte. Infine immaginate che non esista atmosfera che possa distribuire l’eccesso di calore dell’emisfero “a giorno” verso quello “a notte”. In altre parole una situazione infernale.

Bene, è proprio quello che è stato osservato (o meglio è stato dedotto dalle osservazioni) sul pianeta TOI 1726 d. Si tratta di un pianeta di tipo roccioso (poco più grande della Terra e quindi definito come SuperTerra) che, essendo vicinissimo alla propria stella (la TOI 1726) e rivolgendo a questa sempre la stessa faccia, ha un emisfero di roccia fusa, praticamente ricoperto di lava, e un emisfero di roccia solida.

Ma vediamo più in dettaglio.

La stella ospite TOI 1726 (HD63433)

La stella ospite si chiama HD63433 ed è una stella simile al Sole, ma molto più giovane. La sua età è stimata essere intorno ai 400 milioni di anni (giovane rispetto ai 4.6 miliardi di anni del Sole).

HD63433 fa parte di un gruppo di stelle coeve, chiamato Ursa Major moving group. E’ proprio l’appartenenza a questo gruppo, per il quale è stato possibile misurare l’età, che ha permesso di dedurre anche l’età di HD63433. L'età della stella ospite è un’informazione molto importante per caratterizzare il suo sistema planetario.

Questa stella è stata osservata dal telescopio spaziale TESS che ha permesso di scoprire l’esistenza di un sistema planetario con il metodo dei transiti. A seguito delle osservazioni di TESS la stella è stata designata con la sigla TOI 1726, cioè una Target Of Interest, per la presenza di esopianeti, e nell’ordine la 1726esima tra le stelle con esopianeti scoperte da TESS.

Il sistema planetario della stella TOI 1726

Si sa già da un po’ che questa stella possiede un suo sistema planetario costituito di due pianeti: TOI 1726 b e TOI 1726 c. La scoperta di questi era stata annunciata nel 2020 ed entrambi i due esopianeti erano risultati essere del tipo mini nettuniani, quindi con caratteristiche simili a Nettuno anche se di dimensioni leggermente inferiori.

Successivamente, il gruppo italiano GAPS (Global Architecture of Planetary Systems), un team di ricercatori prevalentemente afferenti all'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), leader nella ricerca e caratterizzazione di esopianeti, analizzando i dati fotometrici di TESS e facendo ulteriori proprie osservazioni sia fotometriche sia spettroscopiche aveva caratterizzato le proprietà di questi due esopianeti trovando che orbitano attorno alla comune stella con periodi di circa 7 giorni e 20 giorni, rispettivamente.

E’ recente, presentata agli inizi del 2024 sulla rivista Astrophysical Journal, la scoperta di un terzo esopianeta TOI 1726 d da parte di un gruppo di ricerca guidato dall’astronomo Benjamin Capistrant dell’University of Florida. Utilizzando i dati TESS, questi astronomi hanno scoperto la presenza del terzo pianeta, molto più vicino alla stella rispetto ai primi due (ad una distanza 20 volte più piccola rispetto a quella della Terra dal Sole) e con un periodo orbitale di appena 4 giorni. Si tratta di un pianeta estremamente caldo.

Un mondo (anzi mezzo) di lava

Sulla base delle osservazioni ed un confronto con modelli, il team ha trovato che questo pianeta ha i periodi di rotazione ed orbitale sincronizzati. In altre parole, durante un’intera orbita attorno alla stella il pianeta compie una sola rotazione attorno a se stesso per cui rivolge alla stella sempre la stessa faccia.

Il fatto che TOI 1726 d rivolga sempre lo stesso emisfero alla stella, fa sì che un suo emisfero sia sempre illuminato "a giorno" e surriscaldato, mentre il suo emisfero opposto sia sempre “a notte”. Nell’emisfero a giorno il continuo irraggiamento porta la temperatura superficiale intorno ai 1200 gradi Celsius, temperature alle quali le rocce sono fuse, per cui è come se la sua superficie fosse perennemente coperta di lava.

L’assenza di atmosfera (completamente evaporata nello spazio a causa della vicinanza alla stella e all’elevata temperatura) rende la differenza di temperatura tra i due emisferi altissima, a differenza della Terra in cui l'atmosfera ha l’effetto di redistribuire il calore ricevuto su un emisfero anche sull’altro.

Già in passato erano stati scoperti due pianeti di tipo roccioso interamente coperti di lava, CoRoT-7 b and Kepler-10 b tali da essere stati definiti “lava worlds” cioè modi di lava.

Il nuovo pianeta è il primo ad essere "un mezzo mondo" di lava.