La sinergia tra astronomi e “scienziati cittadini” permette di confermare l’esistenza del gigante gassoso TOI 4566 b

C’erano forti sospetti che TOI 4566 b potesse essere un pianeta, ma servivano conferme, purtroppo difficili da ottenere.

I sospetti erano nati analizzando le osservazioni fatte dal telescopio spaziale TESS, uno dei più potenti cacciatori di pianeti con il metodo dei transiti.

La stella TOI 4566 aveva mostrato evidenze di una possibile eclissi (quindi di una diminuzione di luminosità), ma le osservazioni di TESS erano riuscite ad osservarne una sola, troopo poco per avere certezza che di eclissi si trattasse. Nell’ipotesi in cui quella osservata fosse stata effettivamente una eclissi voleva dire che esisteva un possibile pianeta attorno a questa stella. Tuttavia, questa eclissi era troppo lunga, circa 12 ore, per poter essere osservata da un singolo telescopio da Terra.

Allora, si è pensato di organizzare una campagna osservativa con tanti telescopi in punti (longitudini) diversi della Terra, in modo che per almeno 12 ore consecutive la stella fosse visibile: tramontava ad una certa longitudine ma era ancora visibile ad un’altra.

E lo sforzo di mettere su questa campagna osservativa ne è valsa la conferma che quello sospettato era effettivamente un pianeta gigante gassoso, ora noto come TOI 4566 b.

Passo dopo passo gli astronomi sono riusciti a ricavare le caratteristiche di questo pianeta.

Le dimensioni di TOI 4566 b

Il pianeta TOI 4465 b impiega circa 102 giorni per compiere un’orbita completa attorno alla sua stella TOI 4465 (in confronto la Terra ne impiega 365 attorno al Sole). Durante questo moto orbitale, il pianeta ogni 102 giorni si trova a transitare davanti alla sua stella producendo una eclissi.

Ciò che i telescopi sostanzialmente osservano durante il transito è una diminuzione della luminosità della stella, essendo la luce di questa in parte bloccata dal disco del pianeta che le sta passando davanti. Gli astronomi hanno osservato il verificarsi di queste eclissi ogni 102 giorni, da cui hanno dedotto il periodo orbitale del pianeta.

Proprio su questa diminuzione periodica di luminosità si basa uno dei metodi - il metodo dei transiti - utilizzato per scoprire esopianeti.

Dalla forma dell’eclissi (larghezza e profondità) è stata determinata la dimensione del pianeta che, nel caso di TOI 4465 b, è circa del 20% più grande di quella di Giove. Si tratta pertanto di un pianeta gigante.

La massa di TOI 4566 b

Il moto orbitale di TOI 4465 b costringe la stella ad oscillare attorno al centro di massa del sistema stella-pianeta. Questa oscillazione (misurata grazie all’effetto Doppler) avviene sempre in 102 giorni e dall’ampiezza di questa oscillazione gli astronomi hanno misurato per il pianeta una massa di circa 6 masse gioviane. Note le dimensioni e la massa ne è stata ricavata la densità media, circa tre volte maggiore di quella di Giove. Sebbene più denso di Giove, è comunque un pianeta gassoso, essendo la densità circa la metà di quella di un pianeta roccioso.

La campagna multi-sito

Ciò che ha reso complicato osservare i transiti di questo pianeta (necessari per caratterizzare la natura planetaria) è stata la loro estrema lunghezza, cioè 12 ore.

Essendo necessarie almeno 12 ore consecutive per osservare l’intera eclissi di TOI 4566 era necessario un secondo telescopio ad una longitudine diversa in modo che quando presso un osservatorio la stella non era più ben alta in cielo lo diventava nel successivo osservatorio. Ma se invece di due, si fosse potuto disporre di numerosi osservatori distribuiti a tutte le longitudini terrestri, allora la stella sarebbe stata visibile continuamente.

Di queste reti o network di osservatori distribuiti a diverse longitudini ma che operano in maniera coordinata ne esistono, la maggior parte costituiti da osservatori non professionisti che, però riescono a produrre dati di elevata qualità scientificamente validi.

Uno di questi network è Unistellar. L'Unistellar Network è una collaborazione di citizen scientist (letteralmente scienziati cittadini) che utilizza telescopi Unistellar chiamati eVscope, riflettori newtoniani digitali e un'applicazione mobile per facilitare l'utilizzo e il caricamento dei dati poi utilizzabili dagli astronomi.

Le osservazioni di Unistellar sono state preziose per l’osservazione dell'eclissi di 12 ore prodotta dal transito di TOI 4566 b davanti alla sua stella. Integrate con osservazioni ottenute anche da osservatori astronomici professionali e da osservazioni spettroscopiche queste hanno permesso di confermare la natura planetaria di TOI 4566 b e di misurarne le caratteristiche fisiche ed orbitali.

Riferimenti allo studio

"Giant Outer Transiting Exoplanet Mass (GOT‘EM) Survey. VI. Confirmation of a Long-period Giant Planet Discovered with a Single TESS Transit" Zahra Essack et al 2025 AJ 170 41 DOI 10.3847/1538-3881/add88b