I ricercatori che lavorano con i dati del TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA hanno trovato un pianeta in orbita attorno a due stelle. Inizialmente, il sistema è stato identificato dagli scienziati cittadini come una coppia di stelle binarie che eclissano senza un pianeta. Ma uno stagista che ha dato un'occhiata più da vicino a quei dati ha scoperto che era erroneamente identificato.
Il tirocinante si chiama Wolf Cukier ed era uno stagista estivo presso il Goddard Space Flight Center della NASA, l'agenzia che gestisce TESS. Gli scienziati cittadini di Zooniverse nel programma TESS di Planet Hunters hanno acquisito variazioni della luminosità delle stelle nei dati TESS e li hanno caricati. Cukier stava esaminando questi upload più da vicino quando si imbatté nei dati di TOI 1338, un sistema stellare binario a circa 1300 anni luce di distanza nella costellazione di Pictor.
"Stavo esaminando i dati per tutto ciò che i volontari avevano segnalato come un binario a eclissi, un sistema in cui due stelle ruotano l'una attorno all'altra e dal nostro punto di vista si eclissano a vicenda ogni orbita", ha detto Cukier. “Circa tre giorni dopo il mio internato, ho visto un segnale da un sistema chiamato TOI 1338. All'inizio ho pensato che fosse un'eclissi stellare, ma i tempi erano sbagliati. Si è rivelato essere un pianeta. "
Un pianeta circumbinary è uno che orbita attorno a due stelle, e questo è il primo di TESS. Ci sono oltre 20 altri circumbinaries confermati e una manciata di non confermati o dubbi. Questa scoperta è stata presentata in una tavola rotonda durante l'incontro annuale della American Astronomical Society. Cukier e altri ricercatori hanno presentato i loro risultati in un articolo a una rivista scientifica.
Il pianeta si chiama TOI 1338 b ed è l'unico pianeta che conosciamo nel sistema. È circa 6,9 volte più grande della Terra, che la mette tra Nettuno e Saturno per il confronto. Una delle stelle in cui orbita è circa il 10% più massiccia del nostro Sole, mentre l'altra è più fredda e più fioca e solo un terzo della massa del Sole. Poiché TOI 1338 b si trova quasi sullo stesso piano delle stelle, sperimenta eclissi solari ogni 15 giorni.
TESS funziona rilevando i pianeti che passano tra noi e le loro stelle. Ogni volta che succede si chiama transito. Le sue telecamere sensibili sono in grado di rilevare queste piccole gocce di luce dalla stella. TESS ha una missione di due anni per rilevare gli esopianeti studiando lo stesso settore del cielo per 27 giorni alla volta. Il suo obiettivo è trovare mondi simili alla Terra attorno alle stelle vicine, che sono più facili da seguire per altri osservatori e telescopi.
Ma la maggior parte degli esopianeti rilevati finora, da TESS e altri cacciatori di pianeti, stanno orbitando attorno a una sola stella. Circumbinaries come TOI 1338 b sono più difficili da rilevare. Entrambe le stelle nel sistema sono in orbita, il che rende difficile districare i vari transiti e le immersioni alla luce. In questo caso, la stella più piccola passa di fronte a quella più grande, creando una caduta simile alla luce delle stelle come il transito del pianeta.
"Questi sono i tipi di segnali con cui gli algoritmi lottano davvero."
Vaselin Kostov, autore principale, SETI Institute e Goddard Space Flight Center
I transiti di TOI 1338 b si verificano in modo irregolare, ogni 93 e 95 giorni, rendendolo non periodico. E anche la profondità e la durata dei transiti sono variabili, a causa del movimento di entrambe le stelle. A complicare la difficoltà sta il fatto che TESS può vedere solo il transito del pianeta di fronte alla stella più grande, non a quella più piccola.
"Questi sono i tipi di segnali con cui gli algoritmi lottano davvero", ha detto l'autore principale Veselin Kostov, ricercatore presso l'Istituto SETI e Goddard, che ha lavorato su altri studi sui pianeti circumbinary. "L'occhio umano è estremamente bravo a trovare schemi nei dati, in particolare schemi non periodici come quelli che vediamo nei transiti da questi sistemi."
Cukier guardò i dati di transito e all'inizio non era sicuro. Ogni transito doveva essere esaminato individualmente, perché sia il transito del pianeta che il transito della stella più piccola di fronte a quella più grande produssero simili cali di luce stellare. Inizialmente sembrava che la stella più piccola stesse causando il calo, ma i tempi di esso non corrispondevano a un'eclissi. Il team ha utilizzato un pacchetto software chiamato "Eleanor", dal nome del protagonista in "Contact" di Carl Sagan, per aiutarli a capire cosa stavano vedendo.
"In tutte le sue immagini, TESS sta monitorando milioni di stelle", ha detto la coautrice Adina Feinstein, una studentessa laureata presso l'Università di Chicago. "Ecco perché il nostro team ha creato eleanor. È un modo accessibile per scaricare, analizzare e visualizzare i dati di transito. Lo abbiamo progettato pensando ai pianeti, ma altri membri della comunità lo usano per studiare stelle, asteroidi e persino galassie. "
TESS non è il primo a studiare TOI 1338. È stato studiato da terra in indagini sulla velocità radiale. I dati archiviati hanno aiutato il team a identificare l'orbita del TOI 1338 b. Secondo loro, l'orbita del pianeta sarà stabile per i prossimi 10 milioni di anni, anche se dal nostro punto di vista smetterà di transitare di fronte alla sua stella nel novembre 2023. Quindi nel 2031 vedremo di nuovo i transiti, grazie all'angolo dell'orbita.
Sebbene ne abbiamo identificati solo alcuni, i circumbinaries possono essere relativamente comuni. Sono difficili da trovare, soprattutto quelli piccoli, anche se i circumbinary hanno maggiori probabilità di transitare rispetto ai pianeti in orbita attorno a una sola stella.
I pianeti circumbinary possono avere alcune strane caratteristiche rispetto ai pianeti in orbita attorno a una sola stella. Le caratteristiche orbitali di questi sistemi possono essere complesse e dinamiche. Alcuni astronomi li definiscono "violenti".
Un circumbinary scoperto nel 2014, Kepler 413-b, ha un'inclinazione assiale che può variare fino al 30% in 11 anni. È vicino al margine interno della zona abitabile e le sue stagioni possono fluttuare selvaggiamente. Gli astronomi che studiano il pianeta hanno osservato tre transiti che si verificano a 66 giorni di distanza. Quindi non vi furono transiti per 800 giorni, seguiti da altri cinque transiti separati anche da 66 giorni ciascuno. Queste lacune nei transiti portano gli scienziati a credere che ci siano molti più circumbinaries là fuori, non stiamo solo osservando al momento giusto per vederli transitare.
I sistemi stellari binari sono comuni e gli astronomi si aspettano che TESS trovi centinaia di migliaia di sistemi binari stellari eclissanti durante la missione di due anni. Sulla base di ciò, è probabile che il veicolo spaziale trovi molti più pianeti circumbinary. Per riferimento, Keplero trovò 12 pianeti circumbinary in 10 sistemi binari stellari a eclissi.
Di Più:
- Comunicato stampa: la missione TESS della NASA scopre il suo primo mondo con due stelle
- Space Magazine: Hubble rileva un pianeta attorno al sistema stellare binario
- Voce di Wikipedia: pianeti circumbinary
