Il primo pianeta che scompare è uscito di scena sotto gli occhi del telescopio TESS

Un pianeta gigante che il telescopio spaziale TESS della NASA aveva osservato transitare davanti alla sua stella, passaggio dopo passaggio, ha smesso di farlo. Ogni transito diventava più breve e meno profondo mentre la traiettoria del pianeta scivolava verso il bordo della stella, finché il caratteristico calo di luminosità stellare non si è più verificato. Il pianeta non è stato distrutto né inghiottito. La sua orbita si sta inclinando, e gli astronomi hanno colto l’istante in cui è uscita dalla linea di vista con la Terra.

Questo lo rende il primo pianeta confermato attorno a una stella singola i cui transiti sono stati visti scomparire, secondo un team guidato dalla UCLA che ha pubblicato i risultati su The Astrophysical Journal Letters. Il probabile colpevole è un secondo pianeta gigante che nessuno ha mai visto direttamente. La sua orbita inclinata esercita una trazione sul vicino e fa ondeggiare entrambe le orbite come una trottola. Di solito gli astronomi deducono cambiamenti del genere su scale di secoli; qui si è verificato nel corso di una singola missione spaziale.

Il pianeta scomparso è TOI-2535 b, un Giove caldo: un gigante gassoso largo circa 0,84 volte Giove che orbita attorno a una vecchia nana arancione distante circa 1.000 anni luce. Completa un’orbita in circa 8,2 giorni, circa dieci volte più veloce di Mercurio attorno al Sole. Si conoscono centinaia di Giove caldi. Questo si distingueva perché i suoi transiti arrivavano con un anticipo o un ritardo fino a sei ore, un segno che qualcos’altro nel sistema lo stava tirando.

“Questo è l’esempio più estremo che abbiamo mai visto perché i due pianeti interagiscono in modo molto forte”, ha detto Samuel Yee, borsista postdottorato 51 Pegasi b presso la UCLA e autore corrispondente dell’articolo. “L’orbita del pianeta si sta inclinando così rapidamente che il suo transito è scomparso mentre lo stavamo osservando”.

Come TESS ha colto un pianeta mentre scivolava fuori dalla vista

Un transito avviene solo quando l’orbita di un pianeta si allinea quasi perfettamente con la nostra linea di vista, in modo che il pianeta passi tra la sua stella e la Terra e blocchi una piccola porzione di luce. TESS cerca questi frammenti di luce in milioni di stelle. È tornato su TOI-2535 in cinque diverse finestre osservative distribuite su sette anni, e telescopi da terra hanno riempito i transiti tra di esse, inclusi piccoli osservatori in Croazia, Cile, Svizzera e Australia.

Il team ha misurato due cose per ogni transito. Una era la tempistica, determinata con una precisione di due o tre minuti e confrontata con il programma che un’orbita perfettamente regolare avrebbe mantenuto. L’altra era la forma. Un percorso attraverso il centro della stella produce un calo lungo e profondo, mentre un percorso vicino al bordo produce un calo breve, poco profondo e radente. Gli astronomi chiamano quella linea di attraversamento parametro d’impatto, e per TOI-2535 b è salito costantemente da una finestra osservativa all’altra.

Ricostruito, il percorso del pianeta sembra aver spazzato più della metà della faccia della stella, attraversando l’equatore stellare mentre si dirigeva verso il bordo. Negli ultimi dati di TESS non c’era alcun transito nella finestra in cui il pianeta avrebbe dovuto apparire, anche tenendo conto delle sue oscillazioni temporali di sei ore. Per testare quel risultato vuoto, il team ha inserito falsi transiti nei dati: un pianeta che sfiora appena il bordo sarebbe stato comunque recuperato circa la metà delle volte.

Le misurazioni dell’oscillazione avanti e indietro della stella con lo spettrografo NEID sul telescopio WIYN da 3,5 metri a Kitt Peak, in Arizona, indicano un pianeta di massa circa pari a Giove sull’orbita transitante. Portano anche una dispersione extra che un singolo pianeta non può spiegare.

Un vicino che nessuno ha mai visto

Gli autori hanno modellato insieme le oscillazioni temporali e i transiti in diminuzione. Entrambi si adattano a un pianeta compagno vicino la cui orbita è inclinata di almeno cinque gradi rispetto a quella di TOI-2535 b. Quando due orbite sono inclinate in questo modo, i loro piani ruotano lentamente, come l’asse di una trottola che traccia un cerchio, e il percorso del pianeta in transito deriva attraverso la faccia della sua stella.

Il compagno nascosto è probabilmente almeno massiccio quanto Saturno. Sembra anche trovarsi in o vicino a una risonanza, il che significa che i due periodi orbitali formano un rapporto semplice. Le soluzioni che meglio si adattano si aggirano attorno ai rapporti 2:1 e 3:2, sebbene anche 3:1 e 4:1 rimangano possibili. Ciò renderebbe il sistema una doppia stranezza: i Giove caldi raramente hanno vicini così vicini, e quando lo fanno, il vicino è quasi sempre un pianeta piccolo, non un secondo gigante.

Il co-autore Erik Petigura paragona l’effetto alle eclissi. “Se l’orbita della Luna attorno alla Terra fosse perfettamente allineata con l’orbita della Terra attorno al Sole, vedremmo un’eclissi ogni mese”, ha detto. “Ma poiché l’orbita della Luna è inclinata, le eclissi sono meno comuni”.

Più veloce di qualsiasi inclinazione planetaria mai vista prima

Altri pianeti sono stati colti mentre cambiavano i loro transiti, ma più lentamente. TOI-216 b e K2-146 c sono passati da transiti radenti a transiti pieni in 4,5 e tre anni, e un pianeta nel sistema TOI-4504 ha iniziato a transitare tre anni dopo che gli astronomi lo avevano osservato per la prima volta. I piani orbitali in TOI-4504 e TOI-216 oscillano in cicli di circa 250 e 150 anni. I modelli che funzionano per TOI-2535 indicano un ciclo di decenni.

La sua oscillazione temporale di sei ore, circa il 3% del periodo orbitale, è tra le più grandi mai viste per un pianeta gigante a periodo breve. Cambiamenti del genere sono rari: una ricerca su 561 sistemi della missione Kepler della NASA ha trovato solo 15 con cambiamenti significativi a lungo termine nella durata del transito. Anche i sistemi compatti con più pianeti tendono a essere piatti, con orbite allineate entro 1 o 2 gradi.

C’era stato un precedente indizio di un atto di sparizione. Un candidato di Kepler chiamato KOI-120.01 è svanito durante quella missione, ma il suo sistema contiene almeno due stelle, e il segnale potrebbe provenire da una coppia di stelle in eclissi piuttosto che da un pianeta. TOI-2535 b è il caso più pulito: un pianeta che è certamente reale e ancora lì, semplicemente non più allineato con noi.

Cosa la scomparsa non risolve

L’identità del vicino è la domanda aperta più grande. Nessuna singola soluzione si adatta ai dati in modo univoco, quindi la sua massa, il suo periodo orbitale e se orbita all’interno o all’esterno del Giove caldo rimangono sconosciuti. Alcune configurazioni con inclinazioni molto ripide, fino a circa 60 gradi, corrispondevano ai dati su brevi periodi ma tendevano a crollare in simulazioni lunghe, il che favorisce inclinazioni più dolci.

L’inclinazione minima di cinque gradi dipende anche da quel pianeta invisibile. Se confermato, TOI-2535 si unirebbe a una breve lista di sistemi compatti con orbite così disallineate. La stella ospite porta il suo enigma: è una vecchia nana arancione di circa 0,86 volte la massa del Sole, che si muove abbastanza velocemente da appartenere molto probabilmente al disco spesso della Via Lattea, una popolazione stellare più vecchia, anche se fissare la sua età richiede misurazioni della sua chimica.

Poi c’è la formazione. Un Giove caldo con un compagno gigante così vicino non potrebbe essere stato scagliato verso l’interno su un’orbita allungata, la via che si pensa produca la maggior parte dei Giove caldi. Una lenta deriva verso l’interno attraverso il disco di gas attorno alla giovane stella spiega la risonanza, ma quel disco avrebbe dovuto anche appiattire le orbite. Qualcosa dopo deve averle inclinate, e l’articolo elenca meccanismi candidati senza sceglierne uno.

“Poiché TOI-2535 b ha un vicino stretto, probabilmente è migrato spiraleggiando lentamente verso l’interno invece di essere stato scagliato”, ha detto Yee. “Potremmo assistere a un canale di formazione che non accade molto spesso ma è molto interessante”.

Domande dei lettori sul pianeta che scompare

Cos’è un pianeta che scompare?

È un pianeta i cui transiti, i piccoli cali di luminosità stellare che provoca quando attraversa la sua stella, smettono di verificarsi. TOI-2535 b è il primo caso confermato attorno a una stella singola. Il pianeta esiste ancora; la sua orbita si è inclinata in modo che non passi più tra la sua stella e la Terra.

Perché TOI-2535 b ha smesso di transitare?

La gravità di un pianeta vicino nascosto su un’orbita inclinata fa sì che entrambe le orbite compiano un moto di precessione, cioè oscillino come una trottola che barcolla. In sette anni di osservazioni di TESS, il percorso del pianeta è scivolato da attraverso la faccia della stella al suo bordo e poi fuori.

TOI-2535 b transiterà di nuovo?

Sì, ma non presto. Il team della UCLA prevede che il pianeta attraverserà di nuovo la sua stella tra 30 e 50 anni. Il suo vicino nascosto potrebbe diventare visibile prima, se la sua orbita inclinata si allineerà con la Terra per prima.

Cosa succederà dopo

TESS ha osservato il sistema tra aprile 2019 e marzo 2026, e i transiti erano assenti in quell’ultima finestra di marzo. Lo studio è stato pubblicato il 9 novembre 2026. Con solo i primi quattro anni di dati di TESS, il team nota, i transiti in diminuzione non sarebbero stati rilevati in modo sicuro, e la crescente baseline di TESS dovrebbe far emergere più sistemi come questo. Identificare il vicino richiederà misurazioni più fitte dell’oscillazione della stella. Il pianeta stesso non attraverserà di nuovo la sua stella per 30-50 anni, quindi il suo partner nascosto potrebbe essere la prossima cosa che qualcuno vedrà.

Riferimento: Yee et al., “A TESS Disappearing Act: The Vanishing Transits of TOI-2535 b,” The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aeb4a4

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