Illustrazione dell'artista del pianeta roccioso intorno al nano M Gliese 876. Credito immagine: NSF. Clicca per ingrandire.
Facendo un grande passo avanti nella ricerca di pianeti simili alla Terra oltre il nostro sistema solare, un team di astronomi ha annunciato la scoperta del più piccolo pianeta extrasolare mai rilevato. Circa sette volte e mezzo di massa rispetto alla Terra, con circa il doppio del raggio, potrebbe essere il primo pianeta roccioso mai trovato in orbita attorno a una stella normale non molto diverso dal nostro Sole.
Tutti gli altri 150 pianeti extrasolari scoperti fino ad oggi attorno a stelle normali sono stati più grandi di Urano, un gigante di ghiaccio circa 15 volte la massa della Terra.
"Continuiamo a spingere i limiti di ciò che possiamo rilevare e ci stiamo avvicinando sempre di più alla ricerca delle terre", ha dichiarato il membro del team Steven Vogt, professore di astronomia e astrofisica all'Università della California, Santa Cruz.
? I risultati di oggi sono un passo importante verso la risposta a una delle domande più profonde che il genere umano può porre: siamo soli nell'universo ?? ha dichiarato Michael Turner, capo della direzione delle scienze matematiche e fisiche della National Science Foundation, che ha fornito finanziamenti parziali per la ricerca.
La super-Terra appena scoperta? orbita attorno alla stella Gliese 876, situata a soli 15 anni luce di distanza in direzione della costellazione dell'Acquario. Questa stella possiede anche due pianeti più grandi, di dimensioni di Giove. Il nuovo pianeta ruota attorno alla stella in soli due giorni ed è così vicino alla superficie della stella che la sua temperatura probabilmente supera i 400-750 gradi Fahrenheit (200-400 gradi Celsius)? Temperature simili a quelle del forno troppo calde per la vita come noi lo so.
Tuttavia, la capacità di rilevare la piccola oscillazione che il pianeta induce nella stella dà agli astronomi la fiducia che saranno in grado di rilevare pianeti rocciosi ancora più piccoli in orbite più ospitali alla vita.
"Questo è il più piccolo pianeta extrasolare mai scoperto e il primo di una nuova classe di pianeti terrestri rocciosi", ha detto il membro del team Paul Butler della Carnegie Institution di Washington. "È come il cugino più grande della Terra."
Il team misura una massa minima per il pianeta di 5,9 masse terrestri, in orbita attorno a Gliese 876 con un periodo di 1,94 giorni a una distanza di 0,021 unità astronomiche (AU), o 2 milioni di miglia.
Sebbene il team non abbia prove dirette che il pianeta sia roccioso, la sua bassa massa gli impedisce di trattenere gas come Giove. Sono stati segnalati altri tre presunti pianeti rocciosi, ma orbitano attorno a una pulsar, il cadavere lampeggiante di una stella esplosa.
"Questo pianeta risponde a una domanda antica", ha affermato il caposquadra Geoffrey Marcy, professore di astronomia all'Università della California, Berkeley. “Oltre 2000 anni fa, i filosofi greci Aristotele ed Epicuro discutevano se esistessero altri pianeti simili alla Terra. Ora, per la prima volta, abbiamo le prove di un pianeta roccioso attorno a una stella normale. "
Marcy, Butler, l'astronomo teorico Jack Lissauer della NASA / Ames Research Center e il ricercatore post-dottorato Eugenio J. Rivera degli osservatori dell'Università della California / Lick Observatory presso l'UC Santa Cruz hanno presentato oggi i loro risultati (lunedì 13 giugno) durante una stampa conferenza alla NSF di Arlington, in Virginia.
La loro ricerca, condotta presso l'Osservatorio Keck alle Hawaii, è stata supportata da NSF, National Aeronautics and Space Administration, University of California e Carnegie Institution of Washington.
Un documento in cui sono dettagliati i risultati è stato presentato al The Astrophysical Journal. Coautori del documento sono Steven Vogt e Gregory Laughlin dell'Osservatorio Lick dell'Università della California, Santa Cruz; Debra Fischer della San Francisco State University; e Timothy M. Brown del Centro nazionale per la ricerca atmosferica di NSF a Boulder, in Colorado.
Gliese 876 (o GJ 876) è una piccola stella rossa nota come M nana? il tipo più comune di stella nella galassia. Si trova nella costellazione dell'Acquario e, a circa un terzo della massa del sole, è la stella più piccola attorno alla quale sono stati scoperti i pianeti. Butler e Marcy rilevarono il primo pianeta lì nel 1998; si è rivelato un gigante gassoso circa il doppio della massa di Giove. Quindi, nel 2001, hanno riferito di un secondo pianeta, un altro gigante gassoso circa la metà della massa di Giove. I due sono in orbite risonanti, il pianeta esterno impiega 60 giorni per orbitare attorno alla stella, il doppio del periodo del pianeta gigante interno.
Lissauer e Rivera hanno analizzato i dati di Keck sul sistema Gliese 876 al fine di modellare i movimenti insoliti dei due pianeti conosciuti, e tre anni fa hanno capito che potrebbe esserci un terzo pianeta più piccolo in orbita attorno alla stella. In effetti, se non avessero preso in considerazione l'interazione risonante tra i due pianeti conosciuti, non avrebbero mai visto il terzo pianeta.
"Avevamo un modello per i due pianeti che interagivano tra loro, ma quando abbiamo osservato la differenza tra il modello a due pianeti e i dati reali, abbiamo trovato una firma che poteva essere interpretata come un terzo pianeta", ha detto Lissauer.
Un modello a tre pianeti ha dato costantemente una migliore adattabilità ai dati, ha aggiunto Rivera. "Ma poiché il segnale da questo terzo pianeta non era molto forte, eravamo molto cauti nell'annunciare un nuovo pianeta fino a quando non avessimo avuto più dati", ha detto.
I recenti miglioramenti dello spettrometro ad alta risoluzione (HIRES) del telescopio Keck hanno fornito nuovi dati cruciali. Lo scorso agosto Vogt, che ha progettato e costruito HIRES, ha lavorato con lo staff tecnico degli osservatori UC / Lick Observatory Laboratories presso l'UC Santa Cruz per aggiornare i rilevatori CCD (dispositivo accoppiato di carica) dello spettrometro lo scorso agosto.
"Sono i dati di maggiore precisione provenienti dagli HIRES aggiornati che ci danno fiducia in questo risultato", ha detto Butler.
Il team ora ha dati convincenti per il pianeta in orbita molto vicino alla stella, a una distanza di circa 10 raggi stellari. È meno di un decimo delle dimensioni dell'orbita di Mercurio nel nostro sistema solare.
"In un'orbita di due giorni, fa circa 200 gradi Celsius troppo caldo per l'acqua liquida", ha detto Butler. “Questo tende a portarci alla conclusione che la composizione più probabile di questa cosa è come i pianeti interni di questo sistema solare? una roccia di ferro nichelato, un pianeta roccioso, un pianeta terrestre. "
"La massa del pianeta potrebbe facilmente trattenere un'atmosfera", ha osservato Laughlin, assistente professore di astronomia presso l'UC Santa Cruz. "Sarebbe ancora considerato un pianeta roccioso, probabilmente con un nucleo di ferro e un mantello di silicio. Potrebbe anche avere un denso strato di vapore pieno di vapore. Penso che ciò che stiamo vedendo qui sia qualcosa di intermedio tra un vero pianeta terrestre come la Terra e una versione calda dei giganti del ghiaccio Urano e Nettuno ".
Combinati con un software migliorato, i nuovi rivelatori CCD (dispositivo accoppiato di carica) progettati da questa squadra per lo spettrometro HIRES di Keck ora possono misurare la velocità Doppler di una stella entro un metro al secondo? velocità di camminata umana? invece della precedente precisione di tre metri al secondo. Questa sensibilità migliorata consentirà alla squadra di cacciatori di pianeti di rilevare l'effetto gravitazionale di un pianeta simile alla Terra all'interno della zona abitabile delle stelle nane M come Gliese 876.
"Stiamo spingendo un nuovo regime a Keck per raggiungere una precisione di un metro al secondo, triplicare la nostra vecchia precisione, che dovrebbe anche permetterci di vedere pianeti di massa terrestre attorno a stelle simili al sole nei prossimi anni", ha detto Butler.
"Il nostro team dell'Osservatorio UC Santa Cruz e Lick ha svolto un'enorme quantità di lavoro ottico e tecnico e di rivelatore per rendere il telescopio Keck un cacciatore di pianeti rocciosi, il migliore al mondo", ha aggiunto Marcy.
Lissauer è anche entusiasta di un'altra impresa riportata nel documento presentato al giornale. Per la prima volta, lui, Rivera e Laughlin hanno determinato l'inclinazione della linea di vista dell'orbita del sistema stellare esclusivamente dal tremolio Doppler osservato della stella. Utilizzando modelli dinamici di come interagiscono i due pianeti delle dimensioni di Giove, sono stati in grado di calcolare le masse dei due pianeti giganti dalle forme osservate e dai tassi di precessione delle loro orbite ovali. La precessione è la lenta rotazione dell'asse lungo dell'orbita ellittica di un pianeta.
Hanno mostrato che il piano orbitale è inclinato di 40 gradi rispetto alla nostra linea di vista. Ciò ha permesso al team di stimare la massa più probabile del terzo pianeta come sette masse terrestri e mezzo.
"In questo studio sono coinvolti più modelli dinamici di qualsiasi altro studio precedente, molto di più", ha affermato Lissauer.
Il team prevede di continuare ad osservare la stella Gliese 876, ma è ansioso di trovare altri pianeti terrestri tra i 150 o più pianeti nani M che osservano regolarmente con Keck.
"Finora non troviamo quasi pianeti di massa di Giove tra le stelle nane che abbiamo osservato, il che suggerisce che, invece, ci sarà una grande popolazione di pianeti di massa più piccoli", ha osservato Butler.
Fonte originale: Comunicato stampa del Carnegie Institute
