TESS scopre un terzo pianeta, con un orbita ancora più lunga


Le misurazioni di Tess (Exoplanet Survey Satellite della NASA) indicano un mondo denso, gassoso, "sub-Nettuno", tre volte più grande della Terra. La missione TESS della NASA, che esaminerà l'intero cielo nei prossimi due anni, ha già scoperto tre nuovi esopianeti attorno alle stelle vicine.

Il satellite Surprise Exoplanet Survey della NASA, TESS, ha scoperto un terzo piccolo pianeta al di fuori del nostro sistema solare, gli scienziati hanno annunciato questa settimana alla riunione annuale dell'American Astronomical Society a Seattle. Il nuovo pianeta, denominato HD 21749b, orbita attorno a una brillante nana vicina a circa 53 anni luce di distanza, nella costellazione di Reticulum, e sembra avere il periodo orbitale più lungo dei tre pianeti finora identificati da TESS. HD 21749b gira intorno alla sua stella in 36 giorni relativamente piacevoli, rispetto agli altri due pianeti - Pi Mensae b, una "super-Terra" con un'orbita di 6,3 giorni e LHS 3844b, un mondo roccioso che accelera attorno alla sua stella in sole 11 ore. Tutti e tre i pianeti sono stati scoperti nei primi tre mesi delle osservazioni di TESS.

La superficie del nuovo pianeta è probabilmente di circa 300 gradi Fahrenheit - relativamente fresca, data la sua vicinanza alla sua stella, che è quasi luminosa come il sole.

"È il più piccolo pianeta più bello che conosciamo attorno a una stella così brillante", dice Diana Dragomir, postdoc nel Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT, che ha guidato la nuova scoperta. "Sappiamo molto sulle atmosfere dei pianeti caldi, ma poiché è molto difficile trovare piccoli pianeti che orbitano più lontano dalle loro stelle e quindi sono più freddi, non siamo stati in grado di imparare molto su questi pianeti più piccoli e più freddi. siamo stati fortunati e abbiamo scoperto questo, e ora possiamo studiarlo in modo più dettagliato. "

Il pianeta è circa tre volte la dimensione della Terra, che lo colloca nella categoria di un "sub-Nettuno". Sorprendentemente, è anche un enorme 23 volte più grande della Terra. Ma è improbabile che il pianeta sia roccioso e quindi abitabile; è più probabile che sia fatto di gas, di un tipo che è molto più denso delle atmosfere di Nettuno o di Urano.

"Pensiamo che questo pianeta non sarebbe così gassoso come Nettuno o Urano, che sono per lo più idrogeno e davvero gonfio", dice Dragomir. "Probabilmente il pianeta ha una densità d'acqua o un'atmosfera densa".

Fortunatamente, i ricercatori hanno anche rilevato prove di un secondo pianeta, sebbene non ancora confermato, nello stesso sistema planetario, con un'orbita di 7,8 giorni più breve. Se è confermato come un pianeta, potrebbe essere il primo pianeta di dimensioni terrestri scoperto da TESS.

Oltre a presentare i loro risultati alla riunione AAS, i ricercatori hanno presentato un documento a Astrophysical Journal Letters .

Da quando è stato lanciato nell'aprile 2018, TESS, una missione a guida del MIT, ha monitorato il cielo, settore per settore, per cali momentanei alla luce di circa 200.000 stelle vicine. Probabilmente tali cali rappresentano un pianeta che passa davanti a quella stella.

Il satellite forma le sue quattro telecamere di bordo su ciascun settore per 27 giorni, prendendo luce dalle stelle in quel particolare segmento prima di spostarsi per visualizzare quello successivo. Durante la sua missione di due anni, TESS esaminerà quasi l'intero cielo monitorando e mettendo insieme le fette sovrapposte del cielo notturno. Il satellite trascorrerà il primo anno a esaminare il cielo nell'emisfero australe, prima di girare intorno per prendere il cielo dell'emisfero settentrionale.

La missione ha rilasciato al pubblico tutti i dati raccolti da TESS sinora dai primi tre dei 13 settori che monitorerà nel cielo australe. Per la loro nuova analisi, i ricercatori hanno esaminato questi dati, raccolti tra il 25 luglio e il 14 ottobre.

All'interno dei dati del settore 1, Dragomir ha identificato un singolo transito, o dip, alla luce della stella HD 21749. Poiché il satellite raccoglie dati da un settore per 27 giorni, è difficile identificare i pianeti con orbite più lunghe di quel periodo di tempo; quando un pianeta passa di nuovo attorno, il satellite potrebbe essersi spostato per vedere un'altra fetta del cielo.

Per complicare le cose, la stella stessa è relativamente attiva, e Dragomir non era sicuro se il singolo transito individuato fosse il risultato di un pianeta che passava o di un blip in attività stellari. Così ha consultato un secondo set di dati, raccolti dal Planet Searcher di Velocity Radial ad alta precisione, o HARPS, uno spettrografo ad alta precisione installato su un grande telescopio terrestre in Cile, che identifica gli esopianeti con il loro tiro gravitazionale sulle stelle ospiti.

"Avevano guardato questo sistema stellare una decina di anni fa e non hanno mai annunciato nulla perché non erano sicuri se stessero guardando un pianeta contro l'attività della stella", dice Dragomir. "Ma abbiamo avuto questo transito e sapevamo che c'era qualcosa."

Quando i ricercatori hanno esaminato i dati HARPS, hanno scoperto un segnale ripetuto proveniente dall'HD 21749 ogni 36 giorni. Da ciò, hanno stimato che, se avevano effettivamente visto un transito nei dati TESS dal settore 1, un altro transito avrebbe dovuto apparire 36 giorni dopo, in dati del settore 3. Quando tali dati divennero disponibili al pubblico, un momentaneo problema tecnico creò un vuoto nei dati proprio nel momento in cui Dragomir si aspettava che si verificasse il secondo transito.

"Poiché c'è stata un'interruzione nei dati in quel periodo, inizialmente non abbiamo visto un secondo transito, ed eravamo piuttosto delusi", ricorda Dragomir. "Ma abbiamo ri-estratto i dati e ingrandito per guardare più attentamente, e abbiamo trovato quello che sembrava la fine di un transito."

Lei e i suoi colleghi hanno confrontato il modello con il primo transito completo che avevano originariamente scoperto, e hanno trovato una corrispondenza quasi perfetta - un'indicazione che il pianeta è passato di nuovo davanti alla sua stella, in un'orbita di 36 giorni.

"C'era un bel po 'di lavoro investigativo coinvolto, e le persone giuste erano lì al momento giusto", dice Dragomir. "Ma siamo stati fortunati e abbiamo colto i segnali, ed erano davvero chiari."

Hanno anche usato i dati del Planet Finder Spectrograph, uno strumento installato sul Magellan Telescope in Cile, per validare ulteriormente le loro scoperte e limitare la massa e l'orbita del pianeta.

Una volta che TESS ha completato il monitoraggio biennale dell'intero cielo, il team scientifico si è impegnato a fornire informazioni su 50 piccoli pianeti a meno di quattro volte la dimensione della Terra alla comunità di astronomia per ulteriori follow-up, sia con i telescopi terrestri o il futuro James Webb Space Telescope.

"Abbiamo confermato tre pianeti finora, e ce ne sono molti altri che aspettano solo il telescopio e che il tempo delle persone sia confermato", dice Dragomir. "Quindi sta andando davvero bene, e TESS ci sta già aiutando a conoscere la diversità di questi piccoli pianeti".

TESS è una missione della NASA Astrophysics Explorer condotta e gestita dal MIT a Cambridge, nel Massachusetts, e gestita da Goddard. Altri partner includono Northrop Grumman, con sede a Falls Church, in Virginia; Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California; l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a Cambridge, nel Massachusetts; MIT Lincoln Laboratory; e lo Space Telescope Science Institute di Baltimora. Più di una dozzina di università, istituti di ricerca e osservatori in tutto il mondo partecipano alla missione.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology