Il nuovo telescopio per la caccia ai pianeti della NASA, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ha appena scoperto il suo primo mondo delle dimensioni della Terra. Sebbene il pianeta delle dimensioni della Terra e il suo caldo compagno sub-Nettuno siano stati osservati per la prima volta da TESS nel gennaio 2019, è stato necessario fino ad ora per confermare il loro stato con osservazioni di follow-up da terra. La scoperta è pubblicata su Le lettere del giornale di astrofisica.
Quando è stato pianificato TESS, l'idea era quella di trovare gli esopianeti più promettenti vicino alle stelle più vicine e più luminose. Ciò renderebbe le osservazioni di follow-up molto più facili. Gli scienziati hanno calcolato che TESS avrebbe trovato circa 300 o delle dimensioni della Terra Super-Terrestre pianeti extrasolari nella sua missione di due anni. Quindi trovare il primo è un grosso problema.
TESS ha il compito di trovare esopianeti, ma non solo pianeti extrasolari. L'idea alla base della missione era quella di trova quelli più piccoli delle dimensioni della Terra . Il predecessore di TESS, il telescopio spaziale Kepler, ha trovato molti esopianeti, ma la maggior parte di essi era molto più grande della Terra. Ciò ha senso poiché quelli più grandi sono più facili da trovare.
'È così eccitante che TESS, lanciato circa un anno fa, sia già un punto di svolta nel settore della caccia al pianeta'.
Johanna Teske, Carnegie Institution for Science.
'È così eccitante che TESS, lanciato circa un anno fa, sia già un punto di svolta nel settore della caccia al pianeta', ha affermato Johanna Teske del Carnegie Science Institute, che è la seconda autrice del documento. 'Il veicolo spaziale esamina il cielo e collaboriamo con la comunità di follow-up di TESS per contrassegnare obiettivi potenzialmente interessanti per ulteriori osservazioni utilizzando telescopi e strumenti a terra'.
Entrambi questi pianeti appena scoperti orbitano attorno a una stella arancione della sequenza principale chiamata HD 21749, a circa 53 anni luce dalla Terra e circa il 70% della massa del Sole. I due pianeti sono gli unici pianeti conosciuti in quel sistema solare. Quello delle dimensioni della Terra si chiama HD 21749c, e il pianeta caldo sub-Nettuno si chiama HD 21749b.
Il Carnegie Institute for Science ha un ruolo di primo piano in questa scoperta perché fa parte del consorzio che gestisce l'Osservatorio di Las Campanas in Cile, dove il Telescopi Magellano sono situati. Al telescopio Magellan II è collegato uno strumento unico chiamato PFS, o Planet Finder Spectrograph, che è stato sviluppato e sperimentato dagli scienziati coinvolti in questo studio. Il PFS ha contribuito a confermare questi due pianeti e ha anche misurato la massa di HD 21749b, il sub-Nettuno.
I telescopi Magellan all'Osservatorio di Las Campanas, Cile. Credito immagine: di Jan Skowron – Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=32278583
Il team ha utilizzato il PFS per verificare le scoperte di TESS perché il PFS si basa sul metodo della velocità radiale, che è attualmente l'unico modo per determinare la massa di un singolo esopianeta. E se non conosci la massa, non puoi determinare la densità o la composizione del pianeta.
Il PFS si basa sulla gravità per misurare la massa di un esopianeta. La stella, in questo caso HD 21749, esercita una forte influenza sui pianeti che la orbitano. Ma la gravità funziona in entrambe le direzioni. L'attrazione gravitazionale del pianeta conferisce un leggero oscillare per la stella, che PFS può rilevare. Più grande è l'oscillazione della stella ospite, più massiccio è il pianeta.
'Il PFS è uno degli unici strumenti nell'emisfero australe in grado di eseguire questo tipo di misurazioni', ha aggiunto Teske. “Quindi, sarà una parte molto importante per caratterizzare ulteriormente i pianeti trovati dalla missione TESS.”
Diversi metodi di osservazione trovano diversi tipi di pianeti. Ogni metodo è prevenuto a modo suo e gli scienziati lo sanno e lo pianificano. Nel caso di TESS, è stato progettato per trovare pianeti che orbitano attorno alla loro stella in tempi relativamente brevi, di solito in meno di 10 giorni. Quando ci pensi, puoi capire perché.
'C'era un bel po' di lavoro investigativo coinvolto e le persone giuste erano lì al momento giusto.'
Diana Dragomir, autrice principale, Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT
Se un pianeta impiega un tempo straordinariamente lungo per orbitare attorno alla sua stella, come ad esempio Urano, che impiega 84 anni per orbitare attorno al Sole, allora potresti dover fissare la stella su cui orbita per molto tempo prima di poterla rilevare. Se occorrono solo 10 giorni, non è necessario impegnare a lungo le risorse di osservazione per rilevarlo.
In questa scoperta, HD 21749b, ha il periodo orbitale più lungo di tutti gli esopianeti TESS finora, a circa 36 giorni. A causa del modo in cui funziona TESS, ciò ha reso difficile distinguere il sub-Nettuno nei dati.
'C'era un bel po' di lavoro investigativo coinvolto e le persone giuste erano lì al momento giusto', ha detto l'autore principale Diana Dragomir del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT. 'Ma siamo stati fortunati e abbiamo colto i segnali, ed erano davvero chiari'.
Il sub-Nettuno, HD 21749b, ha circa 23 volte la massa della Terra e il suo raggio è circa 2,7 volte quello della Terra. La densità misurata suggerisce che il pianeta non è roccioso e che ha un'atmosfera sostanziale. Questo potrebbe aiutare gli astronomi a capire le atmosfere su questi tipi di pianeti.
Ma anche se la scoperta del sub-Nettuno è eccitante per ragioni scientifiche, il fratello HD 21749c potrebbe essere più eccitante. Ci vogliono solo otto giorni per orbitare attorno alla stella ed è molto più vicino alle dimensioni della Terra. Tuttavia, misurare la massa e la densità di questo pianeta non sarà facile.
Un'illustrazione artistica del Transiting Exoplanet Survey Satellite. Crediti: NASA Goddard Space Flight Center
'Misurare la massa e la composizione esatte di un pianeta così piccolo sarà impegnativo, ma importante per confrontare HD 21749c con la Terra', ha affermato Sharon Wang, uno degli autori dell'articolo. 'Il team PFS di Carnegie sta continuando a raccogliere dati su questo oggetto con questo obiettivo in mente'.
'Per le stelle molto vicine e molto luminose, ci aspettavamo di trovare fino a un paio di dozzine di pianeti delle dimensioni della Terra'.
Diana Dragomir, autrice principale, Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT
TESS consentirà agli astronomi di effettuare misurazioni più accurate rispetto a Keplero. Con TESS, dovrebbero essere in grado di misurare la massa di un esopianeta, la composizione atmosferica e altre proprietà. Anche se gli esopianeti e gli esopianeti più piccoli delle dimensioni della Terra non sono rari nella Via Lattea, abbiamo ancora molto da imparare su di loro.
Non possiamo ancora descrivere con precisione la loro diversità. Siamo ancora all'inizio, il che è entusiasmante, e quell'eccitazione sta crescendo mentre TESS fa il suo lavoro.
'Per le stelle molto vicine e molto luminose, ci aspettavamo di trovare fino a un paio di dozzine di pianeti delle dimensioni della Terra', ha detto Dragomir. “Ed eccoci qui: questo sarebbe il nostro primo, ed è una pietra miliare per TESS. Stabilisce il percorso per trovare pianeti più piccoli attorno a stelle ancora più piccole, e quei pianeti potrebbero essere potenzialmente abitabili».
Fonti:
- Documento di ricerca: TESS CONSEGNA IL SUO PRIMO PIANETA DELLE DIMENSIONI DELLA TERRA E UN CALDO SOTTONETTUNO
- Comunicato stampa: TESS trova il suo primo pianeta delle dimensioni della Terra
- NASA: Pagina iniziale di TESS