Un confronto delle dimensioni (da sinistra a destra) della Terra, Lupo 503b e Nettuno. Il colore blu per Wolf 503b è immaginario; non si sa ancora nulla dell'atmosfera o della superficie del pianeta. Credito:NASA Goddard/Robert Simmon (Terra), NASA/JPL (Nettuno).
Lupo 503b, un esopianeta grande il doppio della Terra, è stato scoperto da un team internazionale di canadesi, Ricercatori americani e tedeschi che utilizzano i dati del telescopio spaziale Kepler della NASA. La scoperta è descritta in un nuovo studio il cui autore principale è Merrin Peterson, una studentessa laureata dell'Istituto per la ricerca sugli esopianeti (iREx) che ha iniziato il suo master presso l'Université de Montréal (UdeM) a maggio.
Wolf 503b si trova a circa 145 anni luce dalla Terra nella costellazione della Vergine; orbita attorno alla sua stella ogni sei giorni ed è quindi molto vicino ad essa, circa 10 volte più vicino di Mercurio al Sole.
"La scoperta e la conferma di questo nuovo esopianeta è stata molto rapida, grazie alla collaborazione che io e il mio consigliere, Björn Benneke, fanno parte di, " ha detto Peterson. "A maggio, quando è arrivata l'ultima versione dei dati di Kepler K2, abbiamo eseguito rapidamente un programma che ci ha permesso di trovare il maggior numero possibile di esopianeti candidati interessanti. Wolf 503b era uno di questi."
Il programma utilizzato dal team identifica distinti, cali periodici che compaiono nella curva di luce di una stella quando un pianeta le passa davanti. Per meglio caratterizzare il sistema di cui fa parte Wolf 503b, gli astronomi hanno prima ottenuto uno spettro della stella ospite presso l'Infrared Telescope Facility della NASA. Ciò ha confermato che la stella è una vecchia "nana arancione", leggermente meno luminoso del Sole ma vecchio circa il doppio, e permise una precisa determinazione del raggio sia della stella che della sua compagna.
Per confermare che il compagno era davvero un pianeta e per evitare di fare un'identificazione falsamente positiva, il team ha ottenuto misurazioni dell'ottica adattiva dall'Osservatorio di Palomar e ha anche esaminato i dati d'archivio. Con questi, sono stati in grado di confermare che non c'erano stelle binarie sullo sfondo e che la stella non ne aveva un'altra, compagno più massiccio che potrebbe essere interpretato come un pianeta in transito.
Dimensioni di Wolf 503b rispetto alla distribuzione dei pianeti trovati dal Kepler Telescope. Wolf 503b cade appena a destra del "Fulton Gap", una mancanza ancora poco conosciuta di pianeti tra 1,5 e 2 volte il raggio della Terra. Credito:BJ Fulton, utilizzando i dati della NASA Ames, Caltech e Università delle Hawaii.
Wolf 503b è interessante, in primo luogo, a causa delle sue dimensioni. Grazie al telescopio Keplero, sappiamo che la maggior parte dei pianeti della Via Lattea che orbitano vicino alle loro stelle sono grandi quanto Wolf 503b, da qualche parte tra le dimensioni della Terra e Nettuno (che è 4 volte più grande della Terra). Dal momento che non c'è niente di simile nel nostro sistema solare, gli astronomi si chiedono se questi pianeti siano piccole e rocciose "super-Terre" o mini versioni gassose di Nettuno. Una recente scoperta mostra anche che ci sono un numero significativamente inferiore di pianeti che sono tra 1,5 e 2 volte le dimensioni della Terra rispetto a quelli più piccoli o più grandi di quello. questa goccia, chiamato gap di Fulton, potrebbe essere ciò che distingue i due tipi di pianeti l'uno dall'altro, i ricercatori dicono nel loro studio sulla scoperta, pubblicato nel 2017.
"Wolf 503b è uno dei pochi pianeti con un raggio vicino al gap che ha una stella abbastanza luminosa da essere suscettibile di uno studio più dettagliato che limiterà meglio la sua vera natura, " ha spiegato Björn Benneke, un professore UdeM e membro di iREx e CRAQ. "Offre un'opportunità chiave per comprendere meglio l'origine di questo divario di raggio e la natura delle intriganti popolazioni di 'super-Terre' e 'sub-Nettuno' nel loro insieme".
Il secondo motivo di interesse per il sistema Wolf 503b è che la stella è relativamente vicina alla Terra, e quindi molto luminoso. Uno dei possibili studi di follow-up per le stelle luminose è la misurazione della loro velocità radiale per determinare la massa dei pianeti in orbita intorno a loro. Un pianeta più massiccio avrà una maggiore influenza gravitazionale sulla sua stella, e la variazione nel tempo della velocità in linea di vista della stella sarà maggiore. La massa, insieme al raggio determinato dalle osservazioni di Keplero, dà la densità apparente del pianeta, che a sua volta ci dice qualcosa sulla sua composizione. Per esempio, al suo raggio, se il pianeta ha una composizione simile alla Terra, dovrebbe essere circa 14 volte la sua massa. Se, come Nettuno, ha un'atmosfera ricca di gas o sostanze volatili, sarebbe circa la metà enorme.
Per la sua luminosità, Wolf 503 sarà anche un obiettivo primario per il prossimo telescopio spaziale James Webb. Utilizzando una tecnica chiamata spettroscopia di transito, sarà possibile studiare il contenuto chimico dell'atmosfera del pianeta, e per rilevare la presenza di molecole come l'idrogeno e l'acqua. Questo è fondamentale per verificare se è simile a quello della Terra, Nettuno o completamente diverso dalle atmosfere dei pianeti del nostro sistema solare.
Osservazioni simili non possono essere fatte della maggior parte dei pianeti trovati da Keplero, perché le loro stelle ospiti sono generalmente molto più deboli. Di conseguenza, le densità apparente e le composizioni atmosferiche della maggior parte degli esopianeti sono ancora sconosciute.
"Indagando sulla natura di Wolf 503b, capiremo di più sulla struttura dei pianeti vicini al raggio e più in generale sulla diversità degli esopianeti presenti nella nostra galassia, " ha detto Peterson. "Non vedo l'ora di saperne di più."