I pianeti in transito con raggi approssimativamente tra 2 e 4 volte quello della Terra vanno sotto il nome di sub-Nettuni. Se riusciamo a misurarne sia il raggio che la massa, possiamo determinarne la densità e inferire stime della loro composizione. Questo a sua volta ci consente di ottenere informazioni sugli scenari di formazione ed evoluzione per una classe di pianeti non presenti nel nostro Sistema Solare.

Utilizzando osservazioni di estrema precisione con lo spettrografo ESPRESSO sul presso il Very Large Telescope (VLT) dell’European Southern Observatory (ESO), abbiamo misurato una massa di 7.8 masse terrestri per il sub-Nettuno transitante TOI-130 b, scoperto dalla missione spaziale TESS in orbita ad una stella brillante di tipo solare con un periodo di 14.3 giorni e un raggio di 2.4 volte quello terrestre. La sua densità risulta essere circa la metà di quella della Terra, e abbiamo dedotto che il pianeta potrebbe avere un nucleo roccioso con una notevole quantità di acqua, circondato da un involucro gassoso significativo.
I dati ci hanno inoltre permesso di scoprire la presenza di un secondo compagno, non in transito, con un periodo di circa 41 giorni e una massa paragonabile a quella di Nettuno. Studiando le proprietà emergenti della crescente popolazione di sub-Nettuni transitanti, abbiamo trovato che i sub-Nettuni di breve periodo con massa superiore a 10 masse terrestri sono rari attorno a stelle più calde del Sole. Questa evidenza è la probabile impronta dei processi di formazione dei pianeti attorno a stelle di masse fra loro diverse.

Leggi l’articolo, a guida di Alessandro Sozzetti, Mario Damasso e Aldo Stefano Bonomo (INAF-OATo), su arXiv.

Confronto tra le dimensioni della Terra, Nettuno e un pianeta con il raggio di TOI-130 b

In alto: Diagramma massa-raggio dei sub-Nettuni in orbita attorno a stelle con temperatura inferiore a 5700 K. Gli oggetti sono codificati a colori in base alla loro temperatura di equilibrio. Le diverse curve raffigurano modelli teorici di diversa composizione interna. Viene anche indicata la posizione di Urano e Nettuno. In basso: lo stesso grafico per il campione attorno a stelle più calde di 5700 K, incluso TOI-130 b. Solo quattro pianeti con masse maggiori di 10 masse terrestri si trovano nell’area del diagramma all’interno del rettangolo rosso, mentre ci sono 22 oggetti di questo tipo in orbita attorno alle stelle più fredde.