I bambini di quinta elementare che realizzano modelli di sistemi solari in polistirolo potrebbero avere l'idea giusta. I ricercatori della Lehigh University hanno scoperto un nuovo pianeta in orbita attorno a una stella a 320 anni luce dalla Terra che ha la densità del polistirolo. Questo "pianeta gonfio" al di fuori del nostro sistema solare può offrire opportunità per testare le atmosfere che saranno utili quando si valuteranno i futuri pianeti alla ricerca di segni di vita.

"È molto gonfiato, in modo che mentre è solo un quinto massiccio come Giove, è quasi il 40 percento più grande, rendendolo denso come il polistirolo, con un'atmosfera straordinariamente ampia, " disse Joshua Pepper, astronomo e assistente professore di fisica alla Lehigh University, che ha condotto lo studio in collaborazione con ricercatori della Vanderbilt University e dell'Ohio State University, insieme a ricercatori di università e osservatori e astrofili di tutto il mondo.

La ricerca, "KELT-11b:un esopianeta sub-saturno altamente gonfiato in transito nel sottogigante V+8 HD 93396, " è pubblicato online in Il Giornale Astronomico .

La stella ospite del pianeta è estremamente luminosa, consentendo una misurazione precisa delle proprietà dell'atmosfera del pianeta e rendendolo "un eccellente banco di prova per misurare le atmosfere di altri pianeti, " disse Pepper. Tali osservazioni aiutano gli astronomi a sviluppare strumenti per vedere i tipi di gas nelle atmosfere, che sarà necessario nei prossimi 10 anni quando applicheranno tecniche simili agli esopianeti simili alla Terra con telescopi di nuova generazione ora in costruzione.

Il pianeta, chiamato KELT-11b, è una versione estrema di un pianeta gassoso, come Giove o Saturno, ma orbita molto vicino alla sua stella ospite in un'orbita che dura meno di cinque giorni. La stella, KELT-11, ha iniziato a consumare il suo combustibile nucleare e si sta evolvendo in una gigante rossa, quindi il pianeta sarà inghiottito dalla sua stella e non sopravviverà ai prossimi cento milioni di anni.

Il rilevamento KELT (Kilodegree Extremely Little Telescope) utilizza due piccoli telescopi robotici, uno in Arizona e l'altro in Sud Africa. I telescopi scrutano il cielo notte dopo notte, misurare la luminosità di circa cinque milioni di stelle. I ricercatori cercano stelle che sembrano attenuarsi leggermente a intervalli regolari, che può indicare che un pianeta sta orbitando intorno a quella stella e la sta eclissando. I ricercatori usano poi altri telescopi per misurare l'"oscillazione" gravitazionale della stella - il leggero strattone che un pianeta esercita sulla stella mentre orbita - per verificare che l'oscuramento, chiamato "transito, " è dovuto a un pianeta e per misurare la massa del pianeta.

Scienziati e cittadini cercano Sky

Pepper ha costruito i due telescopi utilizzati nell'indagine KELT, che gestisce con i ricercatori della Vanderbilt University, Università statale dell'Ohio, Fisk University e l'Osservatorio Astronomico del Sud Africa. Tra gli oltre 30 contributori alla ricerca ci sono partner della NASA, Università di Harvard, Università della Pennsylvania, Princeton University e University of California a Berkeley. Jonathan Labadie-Bartz, studente laureato in fisica della Lehigh University, è membro del team KELT e coautore del documento. Circa 40 "scienziati cittadini" in 10 paesi in quattro continenti hanno anche contribuito al progetto KELT e diversi hanno contribuito direttamente alla scoperta di KELT-11b e sono coautori dell'articolo.

Mentre diversi progetti che utilizzano piccoli telescopi robotici hanno trovato centinaia di pianeti in orbita attorno ad altre stelle - e telescopi spaziali come la missione Kepler della NASA ne hanno scoperti migliaia - la maggior parte di questi pianeti orbitano attorno a stelle deboli, rendendo difficile misurare con precisione le proprietà dei pianeti.

"Il progetto KELT è specificamente progettato per scoprire alcuni pianeti scientificamente preziosi in orbita attorno a stelle molto luminose, e KELT-11b ne è un ottimo esempio, " disse Pepper. La stella, KELT-11, è il più luminoso nell'emisfero australe noto per ospitare un pianeta in transito di oltre una magnitudine e il sesto ospite di transito più luminoso scoperto fino ad oggi. I pianeti scoperti dal sondaggio KELT saranno osservati in dettaglio da grandi telescopi spaziali come Hubble e Spitzer e dal James Webb Space Telescope, previsto per il lancio nel 2018, per capire come si formano ed evolvono i pianeti e come si comportano le loro atmosfere, disse Pepe.

I ricercatori di KELT hanno deciso di scoprire pianeti giganti gassosi in orbita attorno a stelle luminose, ma non si aspettava di trovare pianeti con massa così bassa e dimensioni così grandi. Situato nel cielo del sud, il KELT-11b "straordinariamente gonfiato" è il terzo pianeta a densità più bassa con una massa e un raggio misurati con precisione che è stato scoperto. "Siamo rimasti molto sorpresi dalla densità incredibilmente bassa di questo pianeta, " Ha detto Pepper. "È estremamente grande per la sua massa. Ha un quinto della massa di Giove, ma è gonfiato in questo pianeta davvero poco denso".

Sebbene i ricercatori stiano discutendo la causa dell'inflazione di KELT-11b, un ulteriore studio del pianeta potrebbe fornire ulteriori informazioni sul meccanismo che causa i pianeti gonfiati, disse Pepe. La grande atmosfera del pianeta offre anche buone opportunità per lo sviluppo di tecniche necessarie per identificare le sostanze chimiche nelle atmosfere dei pianeti per valutare l'abitabilità oi prodotti della vita nelle atmosfere di altri pianeti.

"Non conosciamo nessun vero pianeta o stella simile alla Terra per cui possiamo misurare le loro atmosfere, anche se ci aspettiamo di scoprire di più negli anni futuri, " ha detto Pepper. "Questi (giganti gas) pianeti sono i gold standard o banchi di prova per imparare a misurare le atmosfere dei pianeti".

La ricerca è stata sostenuta dalla National Science Foundation, NASA e una varietà di università e fondazioni.