Tre articoli – disponibili qui, qui e qui – sottoposti per la pubblicazione sulla rivista “The Astrophysical Journal” riportano vari aspetti di uno studio del sistema di TOI 700 e della scoperta di tre esopianeti grazie alle osservazioni compiute dal telescopio spaziale TESS della NASA. Parecchi ricercatori tra i quali gli italiani Giovanni Covone e Luca Cacciapuoti del Dipartimento di fisica dell’Università di Napoli Federico II, e Mario Di Sora, Giovanni Isopi e Franco Mallia dell’Osservatorio astronomico amatoriale di Campo Catino, in provincia di Frosinone, hanno collaborato per confermare l’esistenza dei tre esopianeti e per studiarne le caratteristiche, in particolare TOI 700 d, il più esterno e l’unico dei tre a orbitare nella zona abitabile del suo sistema. La sua esistenza è stata confermata anche usando il telescopio spaziale Spitizer facendone il primo esopianeta roccioso scoperto da TESS nella zona abitabile.

Distante poco più di 100 anni luce dalla Terra, la stella TOI 700, conosciuta anche con altre designazioni a seconda del catalogo ma indicata in questa ricerca con quella derivante dall’acronimo che significa “TESS Object of Interest”, ha massa e diametro di poco superiori al 40% di quelli del Sole. La sua temperatura superficiale è circa metà di quella del Sole perciò la zona abitabile del suo sistema è molto più vicina ad essa di quanto lo sia la Terra dal Sole.

Il telescopio spaziale TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) è stato lanciato il 18 aprile 2018 raccogliendo l’eredità di cacciatore di pianeti dal telescopio spaziale Kepler. La stella TOI 100 appare in 11 dei 13 settori osservati da TESS nel corso del primo anno della sua missione e ciò ha permesso di osservare transiti multipli dei suoi tre esopianeti di fronte a essa, ottenendo molti dati che hanno permesso di stimare le loro caratteristiche. Tuttavia, in origine TOI 100 era stata classificata come stella simile al Sole e ciò aveva portato inizialmente a considerare la scoperta di tre esopianeti meno interessante perché una stella considerata più grande significava che anche i suoi pianeti erano considerati più grandi e più caldi. Alcuni astrofili hanno scovato l’errore permettendo di correggerlo e di capire che l’esopianeta più esterno è nella zona abitabile del suo sistema.

Il pianeta più interno, TOI 700 b, ha massa e dimensioni stimate molto simili a quelle della Terra ed è molto probabilmente roccioso. Il suo anno dura quasi esattamente 10 giorni terrestri perciò è troppo vicino alla sua stella per ospitare forme di vita simili a quelle terrestri ma se ha un’atmosfera potrebbe essere un gemello di Venere. Il secondo pianeta, TOI 700 c, è probabilmente un sub-Nettuniano gassoso con una massa stimata a un picco di probabilità a circa 7,5 volte quella della Terra per un raggio che è circa 2,63 volte quello della Terra e un anno che dura quasi esattamente 16 giorni terrestri.

Il pianeta esterno e più interessante, TOI 700 d, è probabilmente una super-Terra con una massa stimata a un picco di probabilità a circa 1,72 volte quella della Terra per un raggio che è circa 1,2 volte quello della Terra. Sono caratteristiche che lo rendono potenzialmente abitabile perché il suo anno poco più lungo di 37 giorni terrestri lo mette vicino al limite interno della zona abitabile del suo sistema.

L’immagine in alto (NASA’s Goddard Space Flight Center) mostra uno schema del sistema di TOI 700 con le orbite dei suoi pianeti. L’immagine in basso (NASA’s Goddard Space Flight Center) mostra un concetto artistico dell’esopianeta TOI 700 d.

Un serio problema riguardante la potenziale abitabilità di esopianeti che orbitano attorno a nane rosse è che esse sono piccole ma possono avere eruzioni molto violente, che di conseguenza possono colpire i loro esopianeti con quantità notevoli di particelle molto cariche di energia. TOI 100 sembra una stella piuttosto tranquilla, un elemento positivo nelle valutazioni delle caratteristiche dei suoi pianeti.

In realtà per il momento non ci sono molte informazioni utili a stimare le probabilità che l’esopianeta TOI 700 d sia potenzialmente abitabile. I dati spettrali delle emissioni provenienti dal pianeta sono limitati e ciò potrebbe rendere molto difficile verificare la presenza di un’atmosfera anche con nuovi strumenti come il telescopio spaziale James Webb.

Il sistema di TOI 700 sarà comunque sicuramente oggetto di ulteriori studi, anche perché ospita un pianeta gassoso in mezzo a due pianeti rocciosi. Finora, nei sistemi planetari multipli erano stati trovati solo pianeti rocciosi limitrofi e pianeti gassosi limitrofi. Quest’eccezione rappresenta un mistero che aggiunge interesse a questo sistema.