Il sistema stellare KOI-5 è composto da tre stelle, etichettato A, B, e C in questo diagramma. Le stelle A e B orbitano l'una intorno all'altra ogni 30 anni. La stella C orbita intorno alle stelle A e B ogni 400 anni. Il sistema ospita un pianeta conosciuto, chiamato KOI-5Ab, che è stato scoperto e caratterizzato utilizzando i dati delle missioni Kepler e TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA, così come i telescopi terrestri. KOI-5Ab ha circa la metà della massa di Saturno e orbita intorno alla stella A circa ogni cinque giorni. La sua orbita è intitolata 50 gradi rispetto al piano delle stelle A e B. Gli astronomi sospettano che questa orbita disallineata sia stata causata dalla stella B, che ha colpito gravitazionalmente il pianeta durante il suo sviluppo, distorcendo la sua orbita e facendola migrare verso l'interno. Credito:Caltech/R. Ferita (IPAC)
Poco dopo l'inizio delle operazioni della missione Kepler della NASA nel 2009, ha identificato quello che si pensava fosse un pianeta delle dimensioni di Nettuno. Chiamato KOI-5Ab, il pianeta, che è stato il secondo nuovo pianeta candidato ad essere trovato dalla missione, fu infine dimenticato poiché Keplero accumulava sempre più scoperte di pianeti. Entro la fine della sua missione nel 2018, Keplero aveva scoperto un enorme 2, 394 pianeti extrasolari, o pianeti orbitanti stelle oltre il nostro sole, e altri 2, 366 candidati esopianeti, compreso KOI-5Ab.
Ora, Davide Ciardi, capo scienziato dell'Exoplanet Science Institute (NExScI) della NASA, situato all'IPAC di Caltech, dice di aver "resuscitato KOI-5Ab dai morti, " grazie alle nuove osservazioni della missione TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA.
"KOI-5Ab è caduto dal tavolo ed è stato dimenticato, "dice Ciardi, che ha presentato i risultati a un incontro virtuale dell'American Astronomical Society (AAS). Entro il 2014, Ciardi e altri ricercatori avevano usato l'Osservatorio W.M. Keck alle Hawaii, L'Osservatorio Palomar del Caltech vicino a San Diego, e Gemini North alle Hawaii per dimostrare che la stella cerchiata da KOI-5Ab è un membro di un sistema a tre stelle chiamato KOI-5. Ma non erano sicuri se il sistema KOI-5 ospitasse effettivamente un pianeta o se stessero vedendo un segnale errato da una delle altre due stelle.
Quindi, nel 2018, TESS è arrivato. come Keplero, TESS cerca il lampeggio della luce delle stelle che arriva quando un pianeta attraversa di fronte, o transiti, una stella. TESS osservò una porzione del campo visivo di Keplero, compreso il sistema KOI-5. Abbastanza sicuro, TESS ha anche identificato KOI-5Ab come un pianeta candidato (sebbene TESS lo chiami TOI-1241b). TESS, come Keplero, scoprì che il pianeta orbitava intorno alla sua stella ogni cinque giorni. Ma a quel punto, non era ancora chiaro se il pianeta fosse reale.
"Ho pensato, "Ricordo questo obiettivo, '", dice Ciardi, dopo aver visto i dati TESS. Poi è tornato indietro e ha rianalizzato tutti i dati, compreso quello del California Planet Search, guidato dal professore di astronomia del Caltech Andrew Howard. Il California Planet Search utilizza telescopi terrestri, compreso l'Osservatorio Keck, per cercare l'oscillazione rivelatrice in una stella che si verifica quando un pianeta le gira intorno ed esercita uno strattone gravitazionale.
"Se non fosse per TESS che guarda di nuovo il pianeta, Non sarei mai tornato indietro e avrei fatto tutto questo lavoro investigativo, "dice Ciardi.
Jessie Dotson, lo scienziato del progetto Kepler/K2 presso il NASA Ames Research Center, dice, "Questa ricerca sottolinea l'importanza dell'intera flotta di telescopi spaziali della NASA e la loro sinergia con i sistemi terrestri. Scoperte come questa possono essere un lungo raggio".
Insieme, i dati dei telescopi spaziali e terrestri hanno contribuito a confermare che KOI-5Ab è un pianeta. KOI-5Ab è circa la metà della massa di Saturno e orbita attorno a una stella (stella A) con una compagna relativamente vicina (stella B). La stella A e la stella B orbitano l'una intorno all'altra ogni 30 anni. Una terza stella legata gravitazionalmente (stella C) orbita attorno alle stelle A e B ogni 400 anni.
Il set di dati combinato rivela anche che il piano orbitale del pianeta non è allineato con il piano orbitale della seconda stella interna (stella B) come ci si potrebbe aspettare se le stelle e il pianeta si formassero tutti dallo stesso disco di materiale vorticoso. Sistemi a tripla stella, che costituiscono circa il 10% di tutti i sistemi stellari, si pensa che si formino quando tre stelle nascono insieme dallo stesso disco di gas e polvere.
Gli astronomi non sono sicuri di cosa abbia causato il disallineamento di KOI-5Ab, ma ipotizzano che la seconda stella abbia colpito gravitazionalmente il pianeta durante il suo sviluppo, distorcendo la sua orbita e facendola migrare verso l'interno.
Questa non è la prima prova di pianeti in sistemi a doppia e tripla stella. Un caso eclatante riguarda il sistema a tre stelle GW Orionis, in cui un disco di formazione di pianeti era stato lacerato in distinti anelli disallineati, dove potrebbero formarsi i pianeti. Eppure, nonostante le centinaia di scoperte di pianeti del sistema multistellare, la frequenza di formazione dei pianeti in questi sistemi è inferiore a quella dei sistemi a stella singola. Ciò potrebbe essere dovuto a un bias di osservazione (i pianeti a una stella sono più facili da rilevare) o perché la formazione di pianeti è in effetti meno comune nei sistemi a più stelle.
Strumenti futuri, come il Palomar Radial Velocity Instrument (PARVI) al telescopio Hale da 200 pollici a Palomar e il Keck Planet Finder a Keck, aprirà nuove strade per rispondere meglio a queste domande.
"I compagni stellari possono in parte placare il processo di formazione dei pianeti, " dice Ciardi. "Abbiamo ancora molte domande su come e quando i pianeti possono formarsi in sistemi a più stelle e come le loro proprietà si confrontano con i pianeti in sistemi a una stella. Studiando il sistema KOI-5 in modo più dettagliato, forse possiamo ottenere informazioni su come l'universo crea i pianeti".
