Un grande team internazionale guidato da astronomi del Trottier Institute for Research on Exoplanets dell'Université de Montréal (UdeM) ha annunciato con un articolo sulla rivista Nature la scoperta di un nuovo pianeta intorno a una piccola stella vicina. Questo pianeta, chiamato LP 791-18 d, ha un raggio e una massa coerenti con quelli della Terra. Le osservazioni di questo esopianeta e di un altro nello stesso sistema indicano che LP 791-18 d è probabilmente coperto da vulcani simili alla luna di Giove Io, il corpo più vulcanicamente attivo nel nostro Sistema Solare.
«La scoperta di questo esopianeta è una scoperta straordinaria» ha detto Björn Benneke del Dipartimento di Fisica di UdeM. «La somiglianza nelle proprietà di LP 791-18 d e la Terra, nonché la prospettiva di attività geologica rilevabile e vulcanismo su di essa lo rendono un oggetto chiave per capire meglio come si formano e si evolvono i mondi terrestri».
La scoperta del pianeta è stata guidata da Merrin Peterson, uno studente laureato nel team di Benneke al Trottier Institute. È stato trovato e studiato utilizzando i dati dello Spitzer Space Telescope e del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, nonché di una serie di osservatori terrestri in tutto il mondo. LP 791-18 d orbita attorno a una piccola stella nana rossa a circa 86 anni luce di distanza nella costellazione meridionale del Cratere. Il telescopio Spitzer ha visto la luce infrarossa della stella oscurarsi leggermente quando il pianeta è passato davanti al suo disco, un fenomeno chiamato transito. Le osservazioni del sistema nell'ottobre 2019 sono state tra le ultime Spitzer raccolte prima di essere dismessa. Il team di Benneke ha utilizzato i dati per determinare che il pianeta ha praticamente le stesse dimensioni della Terra. Con un periodo orbitale di soli 2,8 giorni, l'esopianeta LP 791-18 d si trova molto vicino alla sua stella ospite. Tuttavia, la stella è molto più piccola e meno luminosa del nostro Sole. La temperatura su LP-791-18 d è quindi solo leggermente superiore a quella sulla Terra.
Gli astronomi hanno conosciuto altri due mondi in questo sistema, i pianeti LP 791-18 b e c, dal 2019, quando sono stati rilevati dal satellite TESS. Il pianeta b è circa il 20% più grande della Terra e fa girare la sua stella in poco meno di un giorno, mentre il pianeta c è circa 2,5 volte più grande della Terra e ha un periodo di circa 5 giorni. L'esopianeta d appena trovato è quindi il più piccolo della famiglia e orbita tra i pianeti b e c a una distanza intermedia dalla stella. Tracciando con precisione il movimento del pianeta, il team si è reso conto che i pianeti c e d passano molto vicini l'uno all'altro mentre tracciano le loro orbite. Al loro più vicino, sono a soli 1,5 milioni di chilometri di distanza, che è 33 volte più vicino di quanto Marte e Terra siano mai vicini l'uno all'altro. Ogni passaggio ravvicinato tra i pianeti produce un rimorchio gravitazionale sul pianeta d, rendendo la sua orbita meno circolare e più ellittica.
Lungo questo percorso ellittico, il pianeta d è leggermente deformato ogni volta che gira intorno alla stella. Gli astronomi hanno calcolato che questa deformazione produce molto calore all'interno del pianeta che deve essere trasportato in superficie attraverso un'intensa attività vulcanica. A causa di questo fenomeno chiamato riscaldamento delle maree, LP 791-18 d è probabilmente tappezzato di vulcani.
«Il significativo attrito generato dal riscaldamento delle maree nel pianeta è responsabile del riscaldamento del suo interno in misura considerevole, consentendo in definitiva l'esistenza di un oceano di magma sotterraneo» ha spiegato Caroline Piaulet, dottoranda dell’UdeM che è stata coinvolta nella scoperta. «Nel nostro Sistema Solare, sappiamo che la luna di Giove, Io, è influenzata da Giove e dalle sue altre lune in modo simile, e che il mondo è il più vulcanico che conosciamo».
Il pianeta d si trova sul bordo interno della zona temperata (o "abitabile"), la gamma tradizionale di distanze da una stella in cui gli scienziati ipotizza che l'acqua liquida possa esistere sulla superficie di un pianeta. Se il pianeta è geologicamente attivo come sospetta il team di UdeM, potrebbe mantenere un'atmosfera. Date le giuste condizioni, le temperature potrebbero anche scendere abbastanza in basso sul lato notturno del pianeta perché l'acqua si condensi sulla superficie.