Gli astronomi hanno identificato due dei pianeti giganti più soffici mai scoperti, con densità così basse da essere inferiori a quelle dello zucchero filato. La rara coppia di pianeti “super-soffice” è stata scoperta da un team internazionale guidato dall’Università di Oxford, in collaborazione con l’Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d’Azur e l’Università di Birmingham. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
I pianeti appena confermati, TOI-791 b e TOI-791 c, orbitano attorno a una stella nana di tipo F7 a circa 1.110 anni luce dalla Terra, nella costellazione meridionale del Volante. Sebbene ciascun pianeta abbia all’incirca le dimensioni di Giove, entrambi sono straordinariamente leggeri rispetto alle loro dimensioni.
TOI-791 b ha una densità di appena 0,038 grammi per centimetro cubo, mentre TOI-791 c misura 0,047 grammi per centimetro cubo. Giove, per confronto, ha una densità media di 1,33 grammi per centimetro cubo, il che lo rende circa 28-35 volte più denso di questi mondi appena scoperti.
Il confronto diventa ancora più sorprendente se lo si confronta con lo zucchero filato, che ha una densità tipica di circa 0,05 grammi per centimetro cubo. La Terra è ancora molto più densa, con una media di 5,5 grammi per centimetro cubo.
Rari gemelli planetari bloccati in una danza gravitazionale
Gli scienziati ritengono che i due pianeti si siano formati insieme dallo stesso disco di gas e polvere che circonda la loro giovane stella, il che li rende “fratelli” planetari.
Sono inoltre legati da una particolare configurazione orbitale chiamata risonanza di moto medio 5:3. Per ogni cinque orbite completate dal pianeta interno, il pianeta esterno ne completa quasi esattamente tre. Mentre orbitano attorno alla loro stella, la loro gravità esercita una forza reciproca ripetuta, creando piccole ma misurabili variazioni nella tempistica del transito di ciascun pianeta.
Si conoscono solo altri quattro sistemi planetari che contengono più pianeti super-puff, il che rende TOI-791 un’opportunità eccezionalmente rara per studiare come questi mondi insoliti si originano e si evolvono.
L’autrice principale, la dottoressa George Dransfield (lei/lei) (Dipartimento di Fisica, Università di Oxford e presentatrice di BBC Sky at Night), ha dichiarato:
“Sono noti solo pochi di questi pianeti super-gonfi, ed è ancora più raro trovarne due nello stesso sistema. La loro densità estremamente bassa li rende obiettivi affascinanti per comprendere come si formano e si evolvono i sistemi planetari.”
I cittadini scienziati hanno contribuito a scoprire i pianeti
Nel 2019, i volontari che partecipano al progetto di citizen science Planet Hunters TESS hanno segnalato per primi TOI-791 b e nel 2023 TOI-791 c come possibili pianeti. Il progetto analizza le osservazioni raccolte dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA alla ricerca di segni di mondi finora sconosciuti.
I ricercatori hanno quindi combinato le misurazioni provenienti da telescopi di tutto il mondo per determinare le dimensioni e le masse dei pianeti, consentendo loro di calcolare le loro densità eccezionalmente basse.
Quando un pianeta transita davanti alla sua stella, blocca una piccola quantità di luce stellare. Questa diminuzione di luminosità rivela le dimensioni del pianeta. Nel sistema TOI-791, gli astronomi hanno anche rilevato minuscole variazioni nella tempistica dei transiti causate dalle interazioni gravitazionali dei pianeti. Analizzando queste variazioni temporali, il team è stato in grado di stimare la massa di ciascun pianeta.
L’Antartide ha svolto un ruolo chiave
La scoperta si basa su otto anni di osservazioni, inclusi i dati del telescopio ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets) presso la stazione Concordia in Antartide. Il telescopio è gestito congiuntamente da ricercatori dell’Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d’Azur e da collaboratori internazionali.
Le lunghe notti invernali dell’Antartide hanno offerto agli astronomi un vantaggio notevole. Mesi di oscurità ininterrotta hanno permesso di osservare senza interruzioni i transiti planetari insolitamente lunghi, ciascuno della durata di oltre 11 ore. Secondo i ricercatori, si tratta dei transiti planetari continui più lunghi mai osservati interamente dalla Terra.
Come si formano i pianeti super-puff?
Gli scienziati stanno ancora cercando di capire come si formano i pianeti super-gonfi.
Una delle principali spiegazioni è che questi mondi possiedono enormi atmosfere ricche di idrogeno ed elio, che costituiscono una grande frazione della loro massa totale. I ricercatori ritengono che questi spessi involucri gassosi possano essersi formati quando i pianeti si trovavano molto più lontani dalla loro stella, nelle regioni più fredde del disco protoplanetario, dove il gas poteva accumularsi rapidamente attorno a un nucleo planetario solido.
Sono previste ulteriori osservazioni per comprendere meglio le origini di questi pianeti insoliti e per mettere alla prova le teorie concorrenti.
Il professor Amaury Triaud (Università di Birmingham), responsabile scientifico per il Regno Unito del progetto ASTEP e coautore dello studio, ha dichiarato:
“Questo sistema offre un laboratorio unico per comprendere come si formano e si evolvono i pianeti super-gonfi. Proponiamo di effettuare osservazioni dallo spazio utilizzando il telescopio spaziale James Webb per valutare se l’atmosfera gonfia contiene specie ricche di carbonio, azoto e ossigeno, rivelando nuove informazioni su come si sono formati questi pianeti insoliti.”
Il professor Tristan Guillot (Université Côte d’Azur), responsabile del progetto ASTEP e coautore dello studio, ha aggiunto:
“Questi sistemi multiplanetari sono complessi, con interazioni gravitazionali tra i pianeti che si evolvono su periodi molto lunghi, decine di anni o più. Questa scoperta sottolinea l’importanza della continua collaborazione internazionale in astronomia. Riunire le osservazioni provenienti dall’Antartide, dai telescopi spaziali e dagli osservatori di diversi continenti è stato essenziale per rivelare la vera natura di questi straordinari pianeti.”
Abstract
Materials provided by University of Oxford. Note: Content may be edited for style and length.
Georgina Dransfield, Antoine C Petit, Amaury H M J Triaud, Tristan Guillot, François-Xavier Schmider, Lyu Abe, Abdelkrim Agabi, Khalid Barkaoui, Thomas A Baycroft, Philippe Bendjoya, Rafael Brahm, Karen A Collins, Billy Edwards, Phil Evans, Alix V Freckelton, Nolan Grieves, Steve B Howell, Franco Mallia, Djamel Mekarnia, Angelica Psaridi, Daniel Sebastian, Keivan G Stassun, Chris Stockdale, Amalie Stokholm, Olga Suarez, Thiam-Guan Tan, Mathilde Timmermans, Cristilyn N Watkins, Carl Ziegler, Abderahmane Soubkiou, François Bouchy, Marion Cointepas, Vincent Deloupy, Maximilian N Günther, Michaël Gillon, Giovanni Isopi, Emmanuel Jehin, Jon M Jenkins, Andrés Jordán, Martin B Nielsen, Sara Seager, Avi Shporer, Julia V Seidel, Michal Steiner, Trifon Trifonov, Joseph D Twicken, Joshua N Winn, Aldo Zapparata. ASTEP confirmation of a pair of long-period Jupiter-sized planets with extremely low densities transiting TOI-791. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026; 549 (4) DOI: 10.1093/mnras/stag864
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