Una possibile esoluna con la massa di Giove orbita attorno a una stella mancata

Una nana bruna nella costellazione australe della Colomba oscilla avanti e indietro con un ritmo costante, e la spiegazione migliore è un corpo celeste almeno pesante quanto Giove che le orbita attorno. Se il segnale regge, quel compagno è il primo satellite naturale mai rilevato con reale sicurezza al di fuori del nostro Sistema Solare, un premio che gli astronomi inseguono da decenni senza successo.

Il problema è che quasi nulla di tutto ciò assomiglia a una luna come la conosciamo. L’oggetto attorno a cui orbita non è un pianeta ma una nana bruna, una ‘stella fallita’ troppo massiccia per essere un pianeta e troppo piccola per fondere idrogeno come il Sole, e quella nana bruna a sua volta orbita attorno a una piccola stella rossa. Il team dietro la scoperta, guidato da Kevin Hoy, dottorando presso l’Osservatorio Europeo Australe in Cile, lo chiama esosatellite e ammette che il vocabolario fatica a tenere il passo.

‘Questo sistema è alquanto difficile da definire usando parole basate sul Sistema Solare come “pianeta” e “luna”,’ ha dichiarato Hoy nell’annuncio dell’ESO. ‘L’esosatellite è chiaramente abbastanza massiccio da essere un pianeta, ma non orbita attorno a una stella, sebbene orbiti attorno a un oggetto che orbita attorno a una stella. Essere il terzo incomodo in questo sistema ci spinge a chiamarlo luna, anche se non assomiglia per niente alle piccole lune rocciose del nostro sistema.’

La stella ospite, CD-35 2722, si trova a circa 73 anni luce dalla Terra e ha all’incirca la metà della massa del Sole. La sua compagna nana bruna, catalogata come CD-35 2722 B, pesa circa 37 volte Giove. Il satellite appena segnalato ha una massa minima di circa 0,9 masse gioviane e completa un’orbita attorno alla nana bruna all’incirca ogni 170 giorni.

Come un’oscillazione ha svelato la luna nascosta

Nessuno ha visto il satellite. Il team ha invece osservato la sua gravità. Mentre la compagna ruota, tira la nana bruna leggermente verso la Terra e poi la allontana, e questi movimenti spostano le righe nello spettro della nana bruna di quantità minuscole e misurabili. Questo è il metodo della velocità radiale, la stessa tecnica che ha rivelato 51 Pegasi b, il primo pianeta trovato attorno a una stella simile al Sole.

Le misurazioni provengono da CRIRES+, uno spettrografo infrarosso ad alta risoluzione montato sul Very Large Telescope dell’ESO a Paranal, nel deserto di Atacama in Cile. L’infrarosso è la finestra giusta in questo caso: le nane brune sono fredde e deboli ed emettono la maggior parte della loro luce a lunghezze d’onda infrarosse. E poiché CD-35 2722 B si trova circa 67 volte più lontano dalla sua stella di quanto la Terra non sia dal Sole, il telescopio può isolare la luce della nana bruna invece di annegare nel bagliore della stella.

Gli astronomi hanno raccolto 26 misurazioni di velocità radiale in oltre due anni e hanno testato diversi modelli, incluso uno in cui la nana bruna ospita due satelliti. Un singolo compagno su un’orbita di 170 giorni è risultato il più adatto. La strategia di cacciare lune attraverso gli spettri di oggetti giganti giovani e auto-luminosi era stata proposta anni prima in un articolo co-autorato da Andrew Vanderburg, ora astronomo all’Università di Harvard. ‘Non avrei mai immaginato che questa tecnica potesse rivelare un oggetto così insolito!’ ha detto Vanderburg a Eos, la rivista dell’American Geophysical Union.

Perché nessuna esoluna era mai stata confermata prima

Più di 6.000 pianeti sono stati scoperti attorno ad altre stelle, eppure le loro lune sono rimaste fuori portata. Le lune sono piccole e deboli, sepolte nel bagliore sia del loro pianeta che della loro stella. Candidati precedenti, come una proposta luna delle dimensioni di Nettuno attorno al pianeta Kepler-1625b, provenivano da minuscoli cali di luminosità stellare registrati da telescopi spaziali, e le analisi di follow-up sono ancora in disaccordo sull’esistenza di quella luna.

Un team separato guidato da Quentin Kral ha recentemente utilizzato l’Interferometro del Very Large Telescope dell’ESO per trovare indizi di un satellite nel sistema HD 206893, ma nessuna rilevazione certa. Questo record spiega perché il team esprime la propria affermazione con cautela. ‘Per quanto esotico, questo sistema è davvero unico e rappresenta una svolta: la prima rilevazione plausibile di un esosatellite,’ ha dichiarato la co-autrice Alice Zurlo, direttrice del Millennium Nucleus of Young Exoplanets and their Moons presso l’Universidad Diego Portales.

Una luna abbastanza pesante da essere un pianeta

La scala è ciò che rende strano il sistema. Ganimede, la luna più grande del Sistema Solare, è più grande del pianeta Mercurio ma possiede meno di un decimillesimo della massa di Giove. Secondo le cifre pubblicate, la candidata attorno a CD-35 2722 B possiede almeno circa il 2% della massa del suo ospite, all’incirca il doppio del rapporto tra la nostra Luna e la Terra, che è già insolitamente alto per gli standard del Sistema Solare.

Zurlo lo ha descritto come ‘un corpo gassoso gigante che orbita attorno a una compagna altamente massiccia, essa stessa parecchie volte la massa di Giove.’ Orbitando da sola attorno a una stella, un oggetto così pesante verrebbe semplicemente chiamato pianeta gigante gassoso. Come si sia formato è una questione aperta. La nostra Luna molto probabilmente si è aggregata dai detriti dopo un gigantesco impatto sulla giovane Terra, e le grandi lune di Giove sono cresciute in un disco di gas e polvere attorno al giovane pianeta, ma nessuno dei due scenari è stato testato per un satellite così massiccio.

La giovinezza del sistema aiuta a rendere possibile la misurazione. CD-35 2722 appartiene al gruppo in movimento AB Doradus, una famiglia di stelle vecchia all’incirca 100 milioni di anni, quindi la nana bruna è ancora calda dalla sua formazione e brilla abbastanza intensamente nell’infrarosso da permettere spettri precisi.

Cosa non risolve il segnale

La rilevazione si basa su un segnale ripetuto in una singola serie di misurazioni, e il metodo della velocità radiale fornisce solo una massa minima. Poiché l’inclinazione dell’orbita rispetto alla nostra linea di vista è sconosciuta, la massa reale potrebbe essere maggiore. Il satellite non è stato ripreso direttamente e non è stato colto mentre transitava davanti alla nana bruna.

Esiste anche una possibile spiegazione che non coinvolge alcun satellite. Qualcosa che accade sulla o all’interno della nana bruna, come macchie o fenomeni meteorologici che ruotano entrando e uscendo dal campo visivo, potrebbe in linea di principio imitare un regolare spostamento nel suo spettro. Hoy ha detto a Eos che il team ‘non riesce a pensare ad alcun meccanismo fisico che potrebbe riprodurre il segnale che vediamo’, motivo per cui considerano un satellite la spiegazione più probabile. È un’affermazione forte, ma non equivale a escludere ogni alternativa, e l’articolo presenta il risultato come prova piuttosto che come conferma.

Poi c’è l’etichetta. Non esiste una definizione ufficialmente accettata di esoluna, e gli autori notano che è incerto se questo oggetto soddisferà i criteri che eventualmente emergeranno. ‘Forse stiamo raggiungendo il limite del linguaggio inventato per descrivere il Sistema Solare, che è completamente diverso da CD-35 2722,’ si legge nell’articolo.

Domande comuni sulla prima esoluna

Cos’è un’esoluna?

Un’esoluna è un satellite naturale che orbita attorno a un pianeta o a un altro oggetto al di fuori del nostro Sistema Solare. Non esiste una definizione ufficialmente accettata, motivo per cui il team dietro la scoperta di CD-35 2722 usa il termine più ampio esosatellite.

È mai stata confermata un’esoluna?

Non con certezza. Candidati precedenti, incluso uno attorno a Kepler-1625b, rimangono contestati. L’oggetto che orbita attorno alla nana bruna CD-35 2722 B è descritto dai suoi scopritori come la prima rilevazione plausibile di un esosatellite, e attende ancora una conferma indipendente.

Cos’è una nana bruna?

Una nana bruna è un oggetto più pesante di un pianeta ma troppo leggero per sostenere la fusione dell’idrogeno nel suo nucleo come una vera stella. La maggior parte pesa tra circa 13 e 80 volte la massa di Giove. Brillano debolmente nella luce infrarossa, specialmente quando sono giovani, e si raffreddano lentamente nel corso di miliardi di anni.

Come possono gli astronomi rilevare una luna che non vedono?

Attraverso la sua gravità. L’attrazione del satellite fa sì che la nana bruna si muova leggermente verso e lontano dalla Terra, spostando le righe nel suo spettro. Misurando questi spostamenti per molti mesi si rivela la durata dell’orbita e una massa minima per il compagno nascosto.

Quanto dista CD-35 2722?

La stella si trova a circa 73 anni luce dalla Terra nella costellazione australe della Colomba. È una piccola nana rossa, troppo debole per essere vista senza un telescopio.

Cosa ci aspetta

Lo studio è apparso su Nature il 22 luglio 2026 e ha attirato una nuova ondata di attenzione questo mese. Si basa su 26 spettri raccolti con CRIRES+ tra ottobre 2023 e febbraio 2026, e il suo metodo si basa sulla strategia di caccia alle lune proposta da Vanderburg e colleghi nel 2018. La nana bruna stessa è stata scoperta in immagini dirette della NICI Planet-Finding Campaign, riportate nel 2011. Il prossimo salto dipende dall’Extremely Large Telescope dell’ESO, in costruzione nel deserto di Atacama: con il suo specchio principale di 39 metri, l’ESO afferma che permetterà agli astronomi di rilevare esolune più piccole, il tipo che assomiglierebbe molto di più alle lune del nostro Sistema Solare.

Riferimento: Hoy et al., “Planetary-mass exosatellite detected around the substellar companion of a star”, Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-10751-w

Tag: astronomia, ESO, Very Large Telescope, CD-35 2722, esoluna, nana bruna