Il nuovo telescopio da caccia del pianeta della NASA, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), ha appena trovato il suo primo mondo terrestre. 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, ci sono voluti fino ad ora per confermare il loro status con osservazioni di follow-up basate sul terreno. La scoperta è pubblicata in The Astrophysical Journal Letters.
Quando TESS fu pianificato, l'idea era quella di trovare gli esopianeti più promettenti vicino alle stelle più vicine e luminose. Ciò renderebbe le osservazioni di follow-up molto più semplici. Gli scienziati hanno calcolato che TESS avrebbe trovato circa 300 esopianeti delle dimensioni di Terra o Super-Terra nella sua missione di due anni. Quindi trovare il primo è un grosso problema.
TESS ha il compito di trovare esopianeti, ma non solo eventuali esopianeti. L'idea alla base della missione era quella di trovare quelle più piccole di dimensioni terrestri. Il predecessore di TESS, il telescopio spaziale Kepler, trovò 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, è 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, è già un punto di svolta nel settore della caccia al pianeta", ha dichiarato Johanna Teske del Carnegie Science Institute, che è la seconda autrice dell'articolo. "Il veicolo spaziale sorveglia il cielo e collaboriamo con la comunità di follow-up TESS per contrassegnare obiettivi potenzialmente interessanti per ulteriori osservazioni utilizzando telescopi e strumenti a terra."
Entrambi questi pianeti appena scoperti stanno orbitando attorno a una stella arancione di 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 di dimensioni terrestri si chiama HD 21749c e il caldo pianeta sub-Nettuno si chiama HD 21749b.
Il Carnegie Institute for Science si distingue in questa scoperta perché fanno parte del consorzio che gestisce l'Osservatorio di Las Campanas in Cile, dove si trovano i telescopi Magellan. Il Magellan II Telescope ha uno strumento unico collegato ad esso chiamato PFS, o Planet Finder Spectrograph, che è stato sviluppato e introdotto da 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.
Il team ha utilizzato il PFS per verificare le scoperte del 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 in orbita. Ma la gravità funziona in entrambi i modi. L'attrazione gravitazionale del pianeta impartisce una leggera oscillazione alla stella, che PFS può rilevare. Più grande è l'oscillazione della stella ospite, più massiccio è il pianeta.
"PFS è uno dei pochi strumenti nell'emisfero australe in grado di eseguire questo tipo di misurazioni", ha aggiunto Teske. "Quindi, sarà una parte molto importante dell'ulteriore caratterizzazione dei pianeti trovati dalla missione TESS."
Diversi metodi di osservazione trovano diversi tipi di pianeti. Ogni metodo è distorto 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 relativamente rapidamente, 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 per astrofisica e ricerca spaziale 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 che orbita per lungo tempo prima di poterlo rilevare. Se ci vogliono solo 10 giorni, non è necessario legare l'osservazione delle risorse per molto tempo per rilevarlo.
In questa scoperta, HD 21749b, ha il periodo orbitale più lungo di qualsiasi esopianeta TESS finora, a circa 36 giorni. A causa del modo in cui funziona TESS, ciò ha reso difficile discernere 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 molto chiari."
Il sub-Nettuno, HD 21749b, ha circa 23 volte la massa terrestre 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. Ciò potrebbe aiutare gli astronomi a comprendere le atmosfere di questi tipi di pianeti.
Ma anche se la scoperta di Nettuno è eccitante per ragioni scientifiche, la fratello maggiore 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.
"Misurare la massa e la composizione esatte di un pianeta così piccolo sarà impegnativo, ma importante per confrontare l'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 una dozzina di pianeti delle dimensioni della Terra."
Diana Dragomir, autrice principale, Kavli Institute per astrofisica e ricerca spaziale del MIT
TESS consentirà agli astronomi di effettuare misurazioni più accurate rispetto a Keplero. Con TESS, dovrebbero essere in grado di misurare una massa di esopianeti, una composizione atmosferica e altre proprietà. Anche se i pianeti extrasolari e i piccoli pianeti extrasolari della Terra non sono rari nella Via Lattea, abbiamo ancora molto da imparare su di loro.
Non possiamo ancora descrivere accuratamente la loro diversità. Siamo ancora all'inizio, il che è eccitante 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 una dozzina 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 possono essere potenzialmente abitabili. "
Fonti:
- Documento di ricerca: TESS CONSEGNA IL SUO PRIMO PIANETA DI MISURA TERRA E UN SUB-NETTUNO CALDO
- Comunicato stampa: TESS trova il suo primo pianeta di dimensioni terrestri
- NASA: Homepage TESS
