Satellite di indagine sugli esopianeti in transito della NASA, TESS, ha scoperto un terzo piccolo pianeta al di fuori del nostro sistema solare, gli scienziati hanno annunciato questa settimana all'incontro annuale dell'American Astronomical Society a Seattle.

Il nuovo pianeta, denominato HD 21749b, orbita un luminoso, stella nana vicina a circa 53 anni luce di distanza, nella costellazione del reticolo, e sembra avere il periodo orbitale più lungo dei tre pianeti finora identificati da TESS. HD 21749b percorre la sua stella in 36 giorni relativamente tranquilli, rispetto agli altri due pianeti:Pi Mensae b, una "super-Terra" con un'orbita di 6,3 giorni, e LHS 3844b, un mondo roccioso che sfreccia intorno alla sua stella in sole 11 ore. Tutti e tre i pianeti sono stati scoperti nei primi tre mesi di osservazioni di TESS.

La superficie del nuovo pianeta è probabilmente intorno ai 300 gradi Fahrenheit, relativamente fresca, data la vicinanza alla sua stella, che è quasi luminoso come il sole.

"È il piccolo pianeta più bello che conosciamo intorno a una stella così luminosa, "dice Diana Dragomir, un postdoc al Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT, che ha guidato la nuova scoperta. "Sappiamo molto sulle atmosfere dei pianeti caldi, ma poiché è molto difficile trovare piccoli pianeti che orbitano più lontano dalle loro stelle, e sono quindi più fresche, non siamo stati in grado di imparare molto su questi più piccoli, pianeti più freddi. Ma qui siamo stati fortunati, e catturato questo, e ora può studiarlo in modo più dettagliato."

Il pianeta è circa tre volte più grande della Terra, che lo colloca nella categoria di un "sub-Nettuno". Sorprendentemente, è anche ben 23 volte più massiccio della Terra. Ma è improbabile che il pianeta sia roccioso e quindi abitabile; è più probabile che sia fatto di gas, di un tipo che è molto più denso delle atmosfere di Nettuno o di Urano.

"Pensiamo che questo pianeta non sarebbe gassoso come Nettuno o Urano, che sono per lo più idrogeno e molto gonfi, "Dragomir dice. "Il pianeta probabilmente ha una densità di acqua, o un'atmosfera densa."

per caso, i ricercatori hanno anche rilevato prove di un secondo pianeta, anche se non ancora confermato, nello stesso sistema planetario, con un breve, Orbita di 7,8 giorni. Se è confermato come pianeta, potrebbe essere il primo pianeta delle dimensioni della Terra scoperto da TESS.

Oltre a presentare i loro risultati alla riunione dell'AAS, i ricercatori hanno presentato un documento a Lettere per riviste astrofisiche .

"Qualcosa lì"

Da quando è stato lanciato nell'aprile 2018, TESS, una missione guidata dal MIT, ha monitorato il cielo, settore per settore, per cali momentanei alla luce di circa 200, 000 stelle vicine. Tali avvallamenti rappresentano probabilmente un pianeta che passa davanti a quella stella.

Il satellite addestra le sue quattro telecamere di bordo su ciascun settore per 27 giorni, prendendo la luce dalle stelle in quel particolare segmento prima di passare a vedere quello successivo. Nel corso dei suoi due anni di missione, TESS rileverà quasi l'intero cielo monitorando e mettendo insieme sezioni sovrapposte del cielo notturno. Il satellite trascorrerà il primo anno a osservare il cielo dell'emisfero australe, prima di girare intorno per ammirare il cielo dell'emisfero settentrionale.

La missione ha rilasciato al pubblico tutti i dati che TESS ha raccolto finora dai primi tre dei 13 settori che monitorerà nel cielo australe. Per la loro nuova analisi, i ricercatori hanno esaminato questi dati, raccolti tra il 25 luglio e il 14 ottobre.

All'interno dei dati del settore 1, Dragomir identificò un unico transito, o immergere, alla luce della stella HD 21749. Poiché il satellite raccoglie solo dati da un settore per 27 giorni, è difficile identificare pianeti con orbite più lunghe di quel periodo di tempo; quando un pianeta passerà di nuovo intorno, il satellite potrebbe essersi spostato per vedere un'altra fetta di cielo.

Per complicare le cose, la stella stessa è relativamente attiva, e Dragomir non era sicura se il singolo transito che aveva individuato fosse il risultato di un pianeta che passava o di un blip nell'attività stellare. Quindi ha consultato un secondo set di dati, raccolti dal ricercatore di pianeti a velocità radiale ad alta precisione, o ARPE, uno spettrografo ad alta precisione installato su un grande telescopio terrestre in Cile, che identifica gli esopianeti dal loro strattone gravitazionale sulle loro stelle ospiti.

"Avevano guardato questo sistema stellare un decennio fa e non hanno mai annunciato nulla perché non erano sicuri se stavano guardando un pianeta rispetto all'attività della stella, " dice Dragomir. "Ma abbiamo avuto questo transito, e sapevo che c'era qualcosa".

Detective stellari

Quando i ricercatori hanno esaminato i dati di HARPS, hanno scoperto un segnale ripetuto proveniente da HD 21749 ogni 36 giorni. Da questa, hanno stimato che, se avessero effettivamente visto un transito nei dati TESS del settore 1, quindi un altro transito dovrebbe apparire 36 giorni dopo, nei dati del settore 3. Quando tali dati sono diventati disponibili al pubblico, un errore momentaneo ha creato un vuoto nei dati proprio nel momento in cui Dragomir si aspettava che si verificasse il secondo transito.

"Poiché c'è stata un'interruzione dei dati in quel periodo, inizialmente non abbiamo visto un secondo transito, e siamo rimasti piuttosto delusi, "Ricorda Dragomir. "Ma abbiamo riestratto i dati e abbiamo ingrandito per guardare più attentamente, e ho trovato quella che sembrava la fine di un transito."

Lei e i suoi colleghi hanno confrontato lo schema con il primo transito completo che avevano scoperto in origine, e ha trovato una corrispondenza quasi perfetta, un'indicazione che il pianeta è passato di nuovo davanti alla sua stella, in un'orbita di 36 giorni.

"C'era un bel po' di lavoro investigativo coinvolto, e le persone giuste erano lì al momento giusto, " dice Dragomir. "Ma siamo stati fortunati e abbiamo colto i segnali, e sono stati davvero chiari".

Hanno anche usato i dati del Planet Finder Spectrograph, uno strumento installato sul Magellan Telescope in Cile, per convalidare ulteriormente le loro scoperte e vincolare la massa e l'orbita del pianeta.

Una volta che TESS ha completato il monitoraggio biennale dell'intero cielo, il team scientifico si è impegnato a fornire informazioni su 50 piccoli pianeti di dimensioni inferiori a quattro volte la Terra alla comunità di astronomia per un ulteriore follow-up, o con telescopi terrestri o con il futuro telescopio spaziale James Webb.

"Finora abbiamo confermato tre pianeti, e ce ne sono tanti altri che aspettano solo che il telescopio e le persone siano confermate, "Dragomir dice. "Quindi sta andando davvero bene, e TESS ci sta già aiutando a conoscere la diversità di questi piccoli pianeti".