Utilizzando la "visione" radio super nitida del Very Long Baseline Array (VLBA) a livello continentale della National Science Foundation, gli astronomi hanno scoperto un pianeta delle dimensioni di Saturno che orbita da vicino un piccolo, stella fredda a 35 anni luce dalla Terra. Questa è la prima scoperta di un pianeta extrasolare con un radiotelescopio che utilizza una tecnica che richiede misurazioni estremamente precise della posizione di una stella nel cielo, e solo la scoperta del secondo pianeta per quella tecnica e per i radiotelescopi.

La tecnica è nota da tempo, ma si è rivelato difficile da usare. Si tratta di tracciare il movimento effettivo della stella nello spazio, rilevando poi una minuscola "oscillazione" in quel movimento causato dall'effetto gravitazionale del pianeta. La stella e il pianeta orbitano attorno a una posizione che rappresenta il centro di massa per entrambi combinati. Il pianeta viene rivelato indirettamente se quella posizione, chiamato il baricentro, è abbastanza lontano dal centro della stella da causare un'oscillazione rilevabile da un telescopio.

Questa tecnica, chiamata tecnica astrometrica, dovrebbe essere particolarmente adatto per rilevare pianeti simili a Giove in orbite distanti dalla stella. Questo perché quando un pianeta massiccio orbita attorno a una stella, l'oscillazione prodotta nella stella aumenta con una maggiore separazione tra il pianeta e la stella, e ad una data distanza dalla stella, quanto più massiccio è il pianeta, maggiore è l'oscillazione prodotta.

A partire da giugno del 2018 e proseguendo per un anno e mezzo, gli astronomi hanno seguito una stella chiamata TVLM 513-46546, una nana fredda con meno di un decimo della massa del nostro Sole. Inoltre, hanno usato i dati di nove precedenti osservazioni VLBA della stella tra marzo 2010 e agosto 2011.

Un'analisi approfondita dei dati di quei periodi di tempo ha rivelato un'oscillazione rivelatrice nel movimento della stella che indica la presenza di un pianeta paragonabile in massa a Saturno, orbitando attorno alla stella una volta ogni 221 giorni. Questo pianeta è più vicino alla stella di quanto Mercurio sia al Sole.

Piccolo, stelle fantastiche come TVLM 513-46546 sono il tipo stellare più numeroso nella nostra Via Lattea, e molti di loro hanno pianeti più piccoli, paragonabile alla Terra e a Marte.

"Pianeti giganti, come Giove e Saturno, dovrebbero essere rari intorno a piccole stelle come questa, e la tecnica astrometrica è la migliore per trovare pianeti simili a Giove in ampie orbite, quindi siamo rimasti sorpresi di trovare una massa inferiore, Pianeta simile a Saturno in un'orbita relativamente compatta. Ci aspettavamo di trovare un pianeta più massiccio, simile a Giove, in un'orbita più ampia, " ha detto Salvador Curiel, dell'Università Nazionale Autonoma del Messico. "Rilevare i movimenti orbitali di questo compagno planetario di massa sub-Giove in un'orbita così compatta è stata una grande sfida, " Ha aggiunto.

più di 4, Sono stati scoperti 200 pianeti in orbita attorno a stelle diverse dal Sole, ma il pianeta intorno a TVLM 513-46546 è solo il secondo ad essere trovato utilizzando la tecnica astrometrica. Un altro, metodo di grande successo, chiamata la tecnica della velocità radiale, si basa anche sull'effetto gravitazionale del pianeta sulla stella. Quella tecnica rileva la leggera accelerazione della stella, verso o lontano dalla Terra, causato dal moto della stella attorno al baricentro.

"Il nostro metodo integra il metodo della velocità radiale che è più sensibile ai pianeti che orbitano in orbite ravvicinate, mentre il nostro è più sensibile ai pianeti massicci in orbite più lontane dalla stella, " ha detto Gisela Ortiz-Leon del Max Planck Institute for Radio Astronomy in Germania. "In effetti, queste altre tecniche hanno trovato solo pochi pianeti con caratteristiche come massa planetaria, dimensione orbitale, e ospita la massa stellare, simile al pianeta che abbiamo trovato. Crediamo che la VLBA, e la tecnica dell'astrometria in generale, potrebbe rivelare molti altri pianeti simili."

Una terza tecnica, chiamato il metodo di transito, anche molto riuscito, rileva il leggero oscuramento della luce della stella quando un pianeta le passa davanti, come si vede dalla Terra.

Il metodo astrometrico ha avuto successo per rilevare sistemi stellari binari vicini, ed è stato riconosciuto già nel 19° secolo come un potenziale mezzo per scoprire pianeti extrasolari. Negli anni, furono annunciate una serie di tali scoperte, poi non è riuscito a sopravvivere a un ulteriore esame. La difficoltà è stata che l'oscillazione stellare prodotta da un pianeta è così piccola se vista dalla Terra che richiede una precisione straordinaria nelle misurazioni posizionali.

"La VLBA, con antenne separate fino a 5, 000 miglia, ci ha fornito il grande potere risolutivo e l'altissima precisione necessari per questa scoperta, " ha detto Amy Mioduszewski, dell'Osservatorio Nazionale di Radioastronomia. "Inoltre, i miglioramenti che sono stati fatti alla sensibilità del VLBA ci hanno dato la qualità dei dati che ha permesso di fare questo lavoro ora, " lei ha aggiunto.

Curiel, Ortiz-Leon, Mioduszewski, e Rosa Torres dell'Università di Guadalajara in Messico, hanno riportato i loro risultati nel Giornale Astronomico .