Quanti esopianeti ci sono? Non molto tempo fa, non sapevamo se ce ne fossero. Quindi abbiamo rilevato alcune pulsar intorno. Quindi fu lanciata la navicella spaziale Keplero e ne scoprì altre duemila. Ora il TESS della NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) è operativo e un nuovo studio ne prevede i risultati.
I risultati di Keplero ci hanno dato un'idea migliore dei tipi e del numero di pianeti in altri sistemi solari. Ma Keplero aveva i suoi limiti e la sua propensione al campionamento a causa dei suoi metodi di misurazione. Keplero si concentrò anche solo su una piccola area del cielo, che comprende circa lo 0,25% del cielo. È possibile, ma non necessariamente probabile, che la piccola parte del cielo su cui Keplero si è concentrato non sia rappresentativa di un campione più ampio.
TESS è molto diverso da Keplero, specialmente nell'area del cielo che copre. Eseguirà un rilevamento all-sky, piuttosto che un rilevamento focalizzato su una piccola porzione di cielo. Il nuovo cacciatore di pianeti della NASA si concentrerà anche sulle stelle più luminose. Questo perché il suo obiettivo scientifico primario è trovare pianeti più grandi di Nettuno che orbitano attorno a stelle luminose. Le stelle devono essere luminose in modo che le osservazioni spettroscopiche di follow-up possano determinare le masse dei pianeti e le composizioni atmosferiche.
Anche se non abbiamo un consenso su quanto siano comuni gli esopianeti in termini di dimensioni e periodi orbitali, Keplero ci ha mostrato che gli esopianeti sono comuni. La maggior parte delle stelle li ha. Ma molti degli esopianeti che Keplero ha trovato sono estremamente distanti, da centinaia a migliaia di parsec di distanza. Osservazioni di follow-up così dettagliate sono difficili o impossibili. Dato che Tess si sta concentrando su stelle più vicine e più luminose più vicine alla Terra, rendendo più facili le osservazioni di follow-up con altri ambiti, i suoi risultati dovrebbero essere più rappresentativi e più accurati nel determinare le popolazioni di esopianeti.
Un nuovo studio di Thomas Barclay della NASA e dell'Università del Maryland, Joshua Pepper della Lehigh University ed Elisa Quintana della NASA, ha previsto i risultati di TESS. Il loro articolo è stato pubblicato su The Astrophysical Journal. I tre ricercatori hanno utilizzato ciò che sappiamo sulla popolazione stellare e ciò che sappiamo sulle popolazioni esopianetate, combinate con le modalità di osservazione di TESS, per elaborare le loro stime.
Ci sono tre fattori nella loro simulazione:
- Una simulazione della popolazione stellare che TESS osserverà.
- Un campione rappresentativo di pianeti in orbita attorno a quelle stelle.
- Una previsione di quanti di questi pianeti individuerà TESS.
Le loro stime sono chiamate "simulazione del rendimento" e non è la prima che gli astronomi hanno escogitato. Ma prima di arrivare ai numeri, una domanda: perché dobbiamo sapere in anticipo cosa troverà TESS?
La risposta a ciò è quella di ottenere un vantaggio su come potrebbe essere un programma di osservazione di follow-up. Agli astronomi piace pianificare in anticipo, poiché osservare le risorse è così caro. Non vogliono aspettare fino a quando tutti i risultati di TESS non saranno disponibili prima di pensare ai prossimi passi. O forse sono solo eccitati come i bambini in una storia di caramelle. Un po 'di entrambi, probabilmente.
Barclay, Pepper e Quintana hanno eseguito la simulazione 300 volte per ottenere la resa prevista. Ci sono molti dettagli nei loro risultati relativi al tipo di stella in orbita dei pianeti, alla diversa modalità di osservazione utilizzata per rilevare quali pianeti e al modo in cui tutto si riferisce alle osservazioni di follow-up. Ma in una forma più breve, ecco cosa pensano i tre ricercatori che TESS troverà durante la sua missione biennale prevista:
- 14.000 pianeti extrasolari
- 2100 di loro saranno più piccoli di 4 Raggio terrestre (4R), 280 di quelli più piccoli di 2R
- 70 pianeti abitabili in orbita attorno a stelle nane rosse, 9 delle quali più piccole di 2R
- 10 mondi simili alla Terra inferiori a 2R che potrebbero trovarsi nella zona abitabile di una stella come il nostro Sole
È un raggio piuttosto eccitante. 14.000 esopianeti, di cui 10 potrebbero essere mondi simili alla Terra nella zona abitabile di una stella come il Sole. Non significa che sarà ciò che TESS troverà, ma dovrebbe essere una buona approssimazione e intrigante. Soprattutto dal momento che, a differenza di Keplero, gli esopianeti di TESS sono obiettivi primari per l'ulteriore osservazione e caratterizzazione.
Questa non è la prima simulazione di resa per TESS. Ma questo è fatto con una popolazione stellare reale piuttosto che simulata, quindi dovrebbe essere più preciso. Un'altra simulazione di rendimento dal 2015 può essere visualizzata qui e una dal 2017 qui.
I rendimenti della simulazione ci mostrano che è probabile che troveremo pianeti simili alla Terra in zone abitabili. La maggior parte di loro orbiterà attorno a nani rossi, ma un piccolo numero dovrebbe essere attorno a stelle simili al Sole. Questo è quello che tutti vogliono sapere.
Ma forse ancora più importante, queste simulazioni ci mostrano che TESS raggiungerà il suo obiettivo di missione: rilevare un'abbondanza di pianeti più piccoli di Nettuno che possono essere esaminati in studi di follow-up per determinare le loro masse e trucchi atmosferici.
In entrambi i casi, TESS è sulla buona strada per fornire risultati concreti.
- Documento di ricerca: un rendimento di pianeti extrasolari riveduti dal satellite di indagine sui pianeti extrasolari transiti (TESS)
- Documento di ricerca: IL SATELLITO DELL'INDAGINE EXOPLANET IN TRANSITO: SIMULAZIONI DI RILEVAMENTI DEL PIANETA E POSITIVI FALSI ASTROFISICI
- Documento di ricerca: Simulazioni di rilevamento del pianeta per diverse possibili missioni estese TESS
- Centro di supporto scientifico TESS della NASA
- Panoramica della missione Kepler della NASA
- Voce di Wikipedia: TESS
