Grazie in gran parte al Kepler Space Telescope, il numero di pianeti extrasolari confermati è cresciuto esponenzialmente nell'ultimo decennio. E con missioni di prossima generazione come la Satellite in transito per l'esopianeta (TESS) già in orbita, sempre più candidati e pianeti confermati vengono scoperti continuamente, molti anche nuovi ed eccitanti!
In effetti, una delle scoperte più recenti di TESS include un sistema a tre pianeti che orbita attorno a una stella (L 98-59) situata a circa 35 anni luce dalla Terra. Uno dei pianeti, noto come L 98-59b, si trova tra le dimensioni della Terra e di Marte, rendendolo effettivamente il più piccolo esopianeta scoperto finora da TESS. La scoperta evidenzia anche la raffinatezza di TESS e raddoppia il numero di piccoli esopianeti che sono considerati degni di studi di follow-up.
L'articolo che descrive la scoperta è apparso nel numero più recente di Il diario astrofisico. Il team internazionale alla base della scoperta comprendeva numerosi scienziati della NASA, nonché ricercatori del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian, del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research e diverse università e osservatori di tutto il mondo.
Veselin Kostov, un astrofisico del Goddard Space Flight Center della NASA e del SETI Institute, è stato l'autore principale del documento di scoperta. Come ha spiegato in un recente comunicato stampa della NASA:
“La scoperta è un grande risultato ingegneristico e scientifico per TESS. Per gli studi atmosferici su piccoli pianeti, sono necessarie brevi orbite attorno a stelle luminose, ma tali pianeti sono difficili da rilevare. Questo sistema ha il potenziale per affascinanti studi futuri. "
Come attesta il nome, TESS caccia gli esopianeti utilizzando il metodo noto come fotometria di transito (alias il metodo di transito). Ciò comporta l'osservazione di stelle distanti per improvvisi abbassamenti dell'illuminazione, che sono indicazioni di un pianeta che passa di fronte alla stella (cioè in transito) rispetto all'osservatore. Osservando l'estensione e la frequenza delle immersioni, gli scienziati sono in grado di determinare l'esistenza dei pianeti, nonché il loro periodo e le dimensioni orbitali.
Mentre questo metodo è attualmente il modo più efficace per rilevare e confermare gli esopianeti, rappresentando 3087 degli oltre 4000 scoperti finora. Tuttavia, non è molto efficace quando si tratta di individuare pianeti rocciosi più piccoli come la Terra. Il fatto che TESS non sia riuscito a trovarne uno, ma tre pianeti rocciosi in orbita attorno a L 98-59 è una testimonianza della sensibilità e della capacità dei suoi strumenti.
Questi pianeti (che sono designati L 98-59b, c, e d) sono circa 0,8, 1,4 e 1,6 volte le dimensioni della Terra e orbitano molto rapidamente la loro stella con un periodo di 2,25, 3,7 e 7,45 giorni, rispettivamente. Come ha spiegato Jonathan Brande, coautore e astrofisico della NASA Goddard e dell'Università del Maryland:
“Se hai più di un pianeta in orbita in un sistema, possono interagire gravitazionalmente tra loro. TESS osserverà L 98-59 in settori sufficienti da poter rilevare pianeti con orbite intorno a 100 giorni. Ma se diventiamo davvero fortunati, potremmo vedere gli effetti gravitazionali di pianeti da scoprire su quelli che attualmente conosciamo. "
Mentre L 98-59b rappresenta un nuovo record per TESS, essendo circa il 10% più piccolo del precedente detentore del record che ha scoperto, non è il più piccolo esopianeta scoperto fino ad oggi. Quel record va a Kepler-37b, un esopianeta roccioso situato a circa 210 anni luce dalla Terra che è solo circa un terzo delle dimensioni della Terra e il 20% più grande della Luna.
Tuttavia, la scoperta di L 98-59b è resa più impressionante se si considera il fatto che orbita attorno a una stella di tipo M (nano rosso) che è circa un terzo delle dimensioni e della massa del nostro Sole. Questa stella è significativamente meno luminosa di Kepler-37, che è una stella di tipo G (nano giallo) - simile al nostro Sole - anche se L 98-59 è particolarmente brillante come va la nana rossa.
In combinazione con il fatto che si trova relativamente vicino al nostro Sistema Solare, la scoperta di un sistema a tre pianeti attorno a L 98-59 lo rende un candidato interessante per le osservazioni di follow-up. Le stelle di tipo M sono il tipo più comune nell'Universo, rappresentando i tre quarti delle stelle nella sola Via Lattea.
Ricerche recenti hanno anche scoperto che potrebbero essere il luogo più probabile per trovare pianeti rocciosi che orbitano all'interno della zona abitabile della stella. Per questo motivo, gli scienziati sono desiderosi di saperne di più sui sistemi planetari che si formano attorno a questo tipo di stelle. Questi includono se i pianeti rocciosi che orbitano attorno alle nane rosse sarebbero in grado di conservare le loro atmosfere data la quantità di radiazione a cui sarebbero soggetti.
Sfortunatamente, nessuno di questi pianeti orbita all'interno della zona abitabile degli L 98-59. In effetti, alla sua distanza dalla stella madre, L 98-59b riceve fino a ventidue volte la quantità di energia radiante che la Terra riceve dal Sole. Nel frattempo, L 98-59c ed d ricevono rispettivamente circa undici e quattro volte più radiazioni della Terra.
Tuttavia, tutti questi occupano la "zona di Venere", la gamma di distanze in cui un pianeta con un'atmosfera simile alla Terra potrebbe sperimentare un effetto serra in fuga, convertendolo in un'atmosfera simile a Venere. In base alle sue dimensioni, L 98-59d potrebbe essere un mondo simile a Venere o un mini-Nettuno - che ha un nucleo roccioso circondato da un denso involucro gassoso.
Indipendentemente da ciò, c'è ancora una possibilità che questi pianeti possano essere potenzialmente abitabili e la ricerca in corso risponderà a domande vitali su questi e altri mondi rocciosi che orbitano intorno a nane rosse vicine - come Proxima b et
"Se osservassimo il Sole da L 98-59, i transiti sulla Terra e su Venere ci porterebbero a pensare che i pianeti siano quasi identici, ma sappiamo che non lo sono. Abbiamo ancora molte domande sul perché la Terra sia diventata abitabile e Venere no. Se riusciamo a trovare e studiare esempi simili attorno ad altre stelle, come L 98-59, potremmo potenzialmente sbloccare alcuni di questi segreti. "
Fortunatamente, TESS avrà la possibilità di osservare il sistema molte volte prima della fine del mese. Al momento, TESS sta monitorando 24 regioni a 96 gradi del cielo meridionale (ovvero settori) per 27 giorni alla volta. Quando il suo primo anno di osservazioni si concluderà questo luglio, il sistema L 98-59 apparirà in sette dei 13 settori che compongono il cielo meridionale.
Si spera che ciò dia agli astronomi il tempo di affinare ciò che sanno su questi tre pianeti confermati e forse di trovare più mondi in quel sistema. Dato che tutte e tre le orbite con la "zona di Venere" della stella, qualsiasi cosa in orbita oltre sarebbe probabilmente nella sua zona abitabile.
Queste osservazioni faranno anche molto per stabilire un catalogo di pianeti rocciosi attorno a stelle luminose vicine. Quando James Webb Space Telescope (JWST) salirà nello spazio nel 2021, utilizzerà le sue avanzate capacità di imaging a infrarossi per raccogliere informazioni sull'atmosfera di questi pianeti e caratterizzarli.
Dato che quattro dei mondi di TRAPPIST-1 orbitano all'interno della HZ della loro stella, sono considerati candidati primi. Il team di Kostov suggerisce che lo sono anche i pianeti L 98-59. Questi sforzi congiunti ci porteranno di fatto un passo avanti nel determinare se ci sono pianeti abitabili nel nostro quartiere cosmico.
