Scoperto un sistema planetario incredibile, così se ne conoscono solo due nell'universo. Perché è così speciale?

Questo esopianeta scoperto casualmente ha tre caratteristiche che lo rendono rarissimo. Nell'Universo se ne conoscono solo due. Vediamo cosa lo rende così raro e speciale.

Pianeta circumbinario — Rappresentazione artistica del sistema binario ad eclisse 2MASS J15104786-2818174 AB e del loro pianeta circumbinario su orbita polare. Credit: ESO/L. Calçada

Incredibile ma vero! Trovare in natura qualcosa del genere è così improbabile che non la si è neanche cercata… ma semplicemente è stata scoperta per caso!

Ma cosa ha di così raro questo sistema esoplanetario?

Il sistema binario 2M1510AB

Sono tre le caratteristiche che rendono speciale questo sistema esoplanetario

Per cominciare abbiamo una coppia di stelle “nane brune” (chiamate 2MASS J15104786-2818174 AB o abbreviate 2M1510AB) che formano un sistema binario. Si tratta di un sistema di due stelle nate insieme e che sono rimaste legate tra loro dalla forza di gravità (due gemelli eternamente uniti).

Queste due nane orbitano l’una attorno all’altra (o meglio attorno al comune centro di massa) impiegando 21.9 giorni.

Le stelle nane brune sono oggetti celesti troppo piccoli per essere stelle. La piccola massa non ha loro permesso di innescare le reazioni di fusione termonucleare e quindi di splendere di luce propria. Per questo motivo il nome di nane (per la piccola massa) brune (perché di bassissima luminosità).

Fin qui nulla di speciale.

Prima peculiarità

La prima peculiarità è che si tratta di una binaria ad eclissi, cioè durante il loro moto orbitale queste nane brune transitano alternatamente l’una davanti all’altra producendo un’eclissi (proprio come la Luna quando passa davanti al disco del Sole).

Schema della visibilità della binaria ad eclisse, il cui piano è allineato lungo la vista dell'osservatore, e il pianeta che orbita su orbita polare. A destra la terza stella del sistema che in effetti è triplo con binaria ad eclisse. Credit: Baycroft, T. A. Science Advances 16 Apr 2025 Vol 11, Issue 16

Questo succede perché il piano orbitale di questo sistema binario è perfettamente allineato con la linea di visuale dalla Terra (come rappresentato nello schema di sopra).

Per capire quanto siano rare le binarie ad eclissi costituite da due nane brune, si pensi che questa di cui parliamo, la 2M1510AB, è la seconda finora scoperta!

Seconda peculiarità

Seconda peculiarità è il fatto che questo sistema binario possieda un esopianeta circumbinario, cioè un pianeta che orbita attorno alla coppia di stelle. Ciascuna stella nasce con un suo disco di polveri e gas nel quale può avvenire la nascita di pianeti (detto disco protoplanetario).

Tuttavia, quando due stelle sono molto vicine, i reciproci dischi tendono a dissiparsi e scomparire rapidamente (hanno una vita media molto più breve rispetto alle stelle singole non binarie). Per questo motivo il pianeta non ha sufficiente tempo per formarsi.

Per capire quanto rara sia la formazione di una pianeta circumbinario, per quanto detto prima, si pensi che su circa 5800 pianeti confermati, si conoscono solo 16 pianeti circumbinari!

Terza peculiarità

Terza peculiarità sta nel fatto che questo pianeta invece di orbitare sullo stesso piano orbitale delle sue due stelle madri, caratteristica comune alla stragrande maggioranza dei pianeti (compresi quelli del Sistema Solare), questo si muove su un’orbita polare, cioè il suo piano è inclinato di 90 gradi rispetto al piano orbitale delle stelle.

Quando un frammento di nube molecolare inizia a collassare su se stesso iniziando il processo di formazione della stella, la sua lentissima rotazione iniziale aumenta imprimendo al frammento una forma discoidale. Al centro di questo disco si forma una stella in rapida rotazione attorno al proprio asse di rotazione circondata da un disco anch’esso in rotazione attorno allo stesso asse (piano di rotazione della stella e del disco coincidono).

E’ pertanto rarissimo (e dovuto a perturbazioni esterne) trovare una stella circondata da un suo disco che le ruoti polarmente, cioè inclinato a 90 gradi rispetto al piano di rotazione della stella.

Chi sarebbe andato a caccia di un pianeta su orbita polare, circumbinario e con madri due nane brune peraltro ad eclisse?!

Solo per caso poteva essere scoperto. Infatti, il team di ricercatori guidato da Thomas Baycroft dell'Università di Birmingham, mentre studiava il sistema binario di nane brune per migliorare la misura dei parametri, fisici ed orbitali, si sono accorti di perturbazioni dell’orbita per poi arrivare a capire che la causa era proprio questo pianeta circumbinario su orbita polare.

Queste scoperte, chiamate serendipite, cioè avvenute per caso mentre si cercava altro, sono frequenti nella ricerca e spesso ci regalano vere perle come questa appena descritta.

Riferimenti allo studio:

"Evidence for a polar circumbinary exoplanet orbiting a pair of eclipsing brown dwarfs", T. Baycroft et al. Science Advances16 Apr 2025, Vol 11, Issue 16