Il super-Nettuno emerge a 383 anni luce di distanza con una densità di appena 0,4 g/cm³.

Utilizzando il telescopio Subaru, gli astronomi hanno condotto osservazioni di follow-up di un esopianeta scoperto di recente, noto come TOI-1883 b. I risultati delle nuove osservazioni, pubblicati il ​​5 giugno sul server di preprint arXiv , indicano che TOI-1883 b è un super-Nettuno a bassa densità.

Nuovo mondo alieno di dimensioni gigantesche

TOI-1883, nota anche come TIC 348755728, è una stella nana di tipo M situata a circa 383 anni luce di distanza, con dimensioni e massa pari a circa la metà di quelle del Sole. Nel 2024 è stato scoperto un esopianeta in orbita attorno a questa stella con un periodo di 4,5 giorni, a cui è stata assegnata la designazione TOI-1883 b. Questo mondo alieno è più di cinque volte più grande del nostro pianeta. Tuttavia, la sua massa è rimasta sconosciuta.

Per approfondire la conoscenza delle proprietà di TOI-1883 b, un team di astronomi guidato da Izuru Fukuda dell’Università di Tokyo, in Giappone, ha deciso di riesaminare questo sistema con lo strumento InfraRed Doppler (IRD) del telescopio Subaru. Il loro studio è stato integrato dai dati della Multicolor Simultaneous Camera for studying Atmospheres of Transiting exoplanets (MuSCAT).

“Dopo che TOI-1883 b è stato validato come un pianeta a tutti gli effetti, abbiamo tentato di determinarne la massa attraverso osservazioni di velocità radiale (RV) utilizzando lo strumento IRD montato sul telescopio Subaru. (…) Inoltre, abbiamo effettuato osservazioni di transito con la serie MuSCAT e abbiamo esaminato le potenziali variazioni di tempo di transito (TTV) che potrebbero derivare da perturbazioni gravitazionali indotte da un ulteriore pianeta esterno”, hanno spiegato i ricercatori.

Sulla “dorsale” nettuniana

Le osservazioni hanno rivelato che TOI-1883 b ha una massa di circa 13,7 masse terrestri, che, insieme al suo raggio di 5,65 raggi terrestri, indica una densità media di 0,4 g/cm³. ³ Sulla base di queste caratteristiche, il team di Fukuda ha classificato TOI-1883 b come un super-Nettuno.

Pertanto, TOI-1883 b risulta essere il pianeta con la densità più bassa finora scoperto tra i super-Nettuno attorno alle nane M. È anche probabile che si tratti di un pianeta estremamente espanso, “gonfio”. Inoltre, rappresenta il cosiddetto deserto di Nettuno, una zona priva di mondi alieni con brevi periodi orbitali (inferiori a 10 giorni) e raggi compresi tra quelli delle “super-Terre” e dei pianeti subgioviani, nonostante i vantaggi in termini di rilevabilità. Più specificamente, TOI-1883 b appartiene alla sottoclasse del deserto di Nettuno nota come “cresta”, caratterizzata da periodi orbitali compresi tra 3,2 e 5,7 giorni.

L’evoluzione di TOI-1883 b

Gli autori dello studio hanno osservato che la posizione di TOI-1883 b sulla cresta e la sua bassa densità suggeriscono che il pianeta potrebbe essere migrato verso l’interno tramite una migrazione guidata dal disco e aver successivamente subito una perdita di massa per fotoevaporazione causata dall’irradiazione ultravioletta estrema stellare.

Hanno aggiunto che la metallicità della stella ospite, stimata a 0,32 e quindi super-solare, potrebbe aver inibito l’accrescimento incontrollato di gas, impedendo a TOI-1883 b di formarsi come gigante gassoso durante la sua migrazione verso l’interno. Tuttavia, sono necessarie caratterizzazioni atmosferiche e ulteriori misurazioni ad alta precisione della velocità radiale per confermare lo scenario di formazione ed evoluzione ipotizzato.

Recenti indagini di transito su larga scala condotte da telescopi spaziali come Kepler e TESS hanno rivelato un vasto numero di esopianeti, svelando la diversità della loro popolazione. Una delle scoperte più notevoli è la presenza di una regione di carenza nella distribuzione periodo-raggio dei pianeti di dimensioni simili a Nettuno con periodo breve (< 10 giorni) (4-8 raggi terrestri). Questa regione è classificata in deserto di Nettuno (< 3,2 giorni), cresta (3,2-5,7 giorni) e savana (> 5,7 giorni) in base al periodo orbitale, ognuna delle quali probabilmente riflette percorsi evolutivi distinti. In questo studio, abbiamo utilizzato lo strumento InfraRed Doppler (IRD) del telescopio Subaru per determinare la massa del super-Nettuno TOI-1883 b, che si trova nella regione della cresta (P ~ 4,51 giorni) in orbita attorno a una nana M. Abbiamo misurato una massa planetaria di Mp = 13,7 +6,8/-6,5 masse terrestri e una densità media di 0,4 +0,3/-0,2 g cm^-3, con limiti superiori a 3 sigma di 34,1 masse terrestri e limiti superiori a 5 sigma di 47,7 masse terrestri. Questi risultati suggeriscono che TOI-1883 b sia probabilmente un super-Nettuno a bassa densità. Abbiamo anche scoperto che il confine del deserto di Nettuno definito dai pianeti in orbita attorno a stelle di tipo FGK presenta una distribuzione simile per i pianeti attorno a stelle di tipo M. Secondo l’argomentazione basata sulla popolazione di Bourrier et al. (2025), ciò suggerisce che TOI-1883 b potrebbe aver subito una migrazione guidata dal disco per raggiungere la sua orbita attuale e aver sperimentato una fotoevaporazione atmosferica precoce guidata da una forte irradiazione XUV stellare. La massa planetaria derivata è paragonabile o superiore alla massa critica del nucleo convenzionale. Suggeriamo che l’elevata metallicità della stella ospite ([Fe/H] = 0,32 +/- 0,18) possa aver soppresso l’inizio dell’accrescimento incontrollato di gas. Inoltre, TOI-1883 b ha un elevato valore di Transmission Spectroscopy Metric (TSM > 140), il che lo rende un ottimo bersaglio per future caratterizzazioni atmosferiche tramite spettroscopia di trasmissione.

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