Quando la NASA ha lanciato TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) nel 2018, aveva un obiettivo specifico. Mentre il suo predecessore, l'astronave Keplero, trovò migliaia di pianeti extrasolari, molti dei quali erano enormi giganti gassosi. TESS fu inviato nello spazio con una promessa: trovare pianeti più piccoli di dimensioni simili alla Terra e a Nettuno, in orbita attorno a stelle stabili senza molto brillamento. Tali vincoli, speravano gli astronomi, avrebbero identificato più esopianeti potenzialmente abitabili.
Con questa scoperta di tre nuovi esopianeti, TESS mantiene la sua promessa.
I tre nuovi esopianeti non sono ciò a cui siamo abituati. Durante la missione della navicella spaziale Keplero, ci siamo abituati alle scoperte dell'esopianeta. Ma i pianeti erano per lo più più grandi della Terra, e molti di loro erano giganti gassosi, giove bollenti e simili. Ma questi tre nuovi sono diversi: uno è leggermente più grande della Terra e gli altri due hanno all'incirca il doppio di Nettuno, che è piccolo in termini di esopianeta.
Tutti e tre orbitano attorno a una stella debole e fredda chiamata TOI (TESS Object Of Interest) 270, a circa 73 anni luce di distanza dalla costellazione Pictor. TOI 270 è una stella nana di tipo M che è circa il 40% più piccola del nostro Sole sia in termini di massa che di dimensioni. È anche circa un terzo più freddo del Sole. I tre pianeti sono temperati in termini planetari, ma i pianeti sono ancora piuttosto caldi rispetto alla Terra, perché sono vicini alla loro stella.
I tre pianeti sono chiamati TOI 270 b, c ed d, dal pianeta più interno a quello più esterno, secondo la convenzione.
TOI 270 b è probabilmente un mondo roccioso come la Terra, ma circa il 25% più grande. Ci vogliono solo 3,4 giorni per orbitare attorno alla sua stella, a una distanza di 0,03 UA, circa 13 volte più vicino alla sua stella di quanto Mercurio sia verso il Sole. Il team TESS ipotizza che sia circa 1,9 volte più massiccio della Terra.
Sfortunatamente, 270 b è molto caldo. Non è così caldo come molti dei gioviani caldi che Keplero ha scoperto, ma è ancora troppo caldo per la vita come lo conosciamo. La sua temperatura di equilibrio, la temperatura prima di qualsiasi effetto atmosferico, è di 254 gradi Celsius (490 F.). È anche in ordine con la stella.
Il pianeta centrale è chiamato TOI 270 c, ed è 2,4 volte più grande della Terra. Orbita attorno alla stella ogni 5,7 giorni. Il pianeta più esterno, 270 d, è 2,1 volte più grande della Terra e orbita attorno alla stella ogni 11,4 giorni. Stanno chiamando questi due pianeti "mini-Nettuno" perché sono composti principalmente da gas e sono circa la metà di Nettuno. Entrambi sono anche vicini alla loro stella.
Il pianeta più esterno è di particolare interesse per gli scienziati perché è il pianeta più temperato dei tre. La temperatura di equilibrio di TOI 270 d è di circa 66 gradi Celsius (150 F), ancora molto calda in termini terrestri, ma abbastanza temperata da essere rara per gli esopianeti.
Il nuovo documento che delinea questi risultati è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy. L'articolo è intitolato "Una super-Terra e due sub-Nettuno che transitano nel vicino e silenzioso M nano TOI-270".
"Questo sistema è esattamente quello che TESS è stato progettato per trovare: piccoli pianeti temperati che passano o transitano di fronte a una stella ospite inattiva, a cui manca un'eccessiva attività stellare, come i razzi", ha detto il ricercatore capo Maximilian Günther, un postdoctor Torres Borsista presso il Kavli Institute per l'astrofisica e la ricerca spaziale del Massachusetts Institute of Technology (MIT) a Cambridge. “Questa stella è silenziosa e molto vicina a noi, e quindi molto più luminosa delle stelle ospiti di sistemi comparabili. Con osservazioni di follow-up estese, saremo presto in grado di determinare la composizione di questi mondi, stabilire se sono presenti atmosfere e quali gas contengono e altro ancora.
Questi risultati sono interessanti perché il nostro Sistema Solare non contiene niente come i due mini-Nettuno o sub-Nettuno. In effetti, per quanto ne sappiamo, anche i pianeti con dimensioni tra 1,5 e 2 volte la dimensione della Terra sono molto rari nella popolazione degli esopianeti.
"Un aspetto interessante di questo sistema è che i suoi pianeti si trovano a cavallo di una lacuna ben consolidata in dimensioni planetarie conosciute", ha affermato il coautore Fran Pozuelos, ricercatore post-dottorato all'Università di Liegi in Belgio. “È raro che i pianeti abbiano dimensioni tra 1,5 e due volte quella della Terra per ragioni probabilmente legate al modo in cui si formano i pianeti, ma questo è ancora un argomento molto controverso. TOI 270 è un laboratorio eccellente per studiare i margini di questo divario e ci aiuterà a capire meglio come si formano e si evolvono i sistemi planetari. ”
Gli astronomi speravano che TESS potesse trovare questi tipi di pianeti in modo che altri telescopi potessero fare osservazioni di follow-up. In particolare, il James Webb Space Telescope sarà in grado di identificare le atmosfere di alcuni di questi pianeti.
"TOI 270 è perfettamente situato nel cielo per studiare le atmosfere dei suoi pianeti esterni con il futuro James Webb Space Telescope della NASA", ha detto la coautrice Adina Feinstein, una studentessa di dottorato all'Università di Chicago. "Sarà osservabile da Webb per oltre un anno e mezzo, il che potrebbe consentire studi comparativi davvero interessanti tra le atmosfere di TOI 270 ce d".
Il team alla base di questi risultati ritiene che, sebbene questi risultati siano entusiasmanti, ci sono altri aspetti di questo sistema solare. Ulteriori osservazioni potrebbero rivelare altri pianeti. Forse, c'è un altro pianeta roccioso più lontano dalla stella di TOI 270 d. In tal caso, potrebbe essere anche più temperato. E se ha un nucleo roccioso e un'atmosfera, potrebbe ospitare acqua liquida sulla sua superficie.
Sono tempi entusiasmanti nella ricerca sugli esopianeti. Con risultati come questi e con James Webb che alla fine sarà online, la nostra comprensione della popolazione esopianeta crescerà a passi da gigante.
Di Più:
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- Research Paper: Una super-Terra e due sub-Nettuno in transito nel vicino e silenzioso M nano TOI-270
- TESS DELLA NASA
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