Alcune ricerche sugli esopianeti potrebbero perdere quasi la metà dei pianeti delle dimensioni della Terra attorno ad altre stelle. Nuove scoperte di un team che utilizza l'Osservatorio internazionale Gemini e il telescopio WIYN da 3,5 metri presso l'Osservatorio nazionale di Kitt Peak suggeriscono che mondi delle dimensioni della Terra potrebbero essere nascosti nei sistemi stellari binari. nascosti nel bagliore delle loro stelle madri. Poiché circa la metà di tutte le stelle sono in sistemi binari, questo significa che agli astronomi potrebbero mancare molti mondi delle dimensioni della Terra.

I pianeti delle dimensioni della Terra potrebbero essere molto più comuni di quanto si pensasse in precedenza. Gli astronomi che lavorano presso l'Ames Research Center della NASA hanno utilizzato i telescopi gemelli dell'Osservatorio internazionale Gemini, un programma del NOIRLab di NSF, per determinare che molte stelle ospitanti pianeti identificate dalla missione di caccia di esopianeti TESS della NASA sono in realtà coppie di stelle, note come stelle binarie, in cui i pianeti orbitano attorno a una delle stelle della coppia. Dopo aver esaminato queste stelle binarie, il team ha concluso che i pianeti delle dimensioni della Terra in molti sistemi a due stelle potrebbero passare inosservati alle ricerche di transito come quelle di TESS, che cercano i cambiamenti nella luce di una stella quando un pianeta le passa davanti. La luce della seconda stella rende più difficile rilevare i cambiamenti nella luce della stella ospite quando il pianeta transita.

Il team ha iniziato cercando di determinare se alcune delle stelle ospiti degli esopianeti identificate con TESS fossero in realtà stelle binarie sconosciute. Le coppie fisiche di stelle vicine tra loro possono essere scambiate per stelle singole a meno che non vengano osservate a una risoluzione estremamente elevata. Quindi il team si è rivolto a entrambi i telescopi Gemini per ispezionare un campione di stelle ospiti di esopianeti con dettagli minuziosi. Utilizzando una tecnica chiamata speckle imaging, gli astronomi si sono proposti di vedere se potevano individuare compagne stellari sconosciute.

Utilizzando gli strumenti "Alopeke e Zorro" sui telescopi Gemini North e South in Cile e Hawaii, rispettivamente, il team ha osservato centinaia di stelle vicine che TESS aveva identificato come potenziali ospiti di esopianeti. Hanno scoperto che 73 di queste stelle sono in realtà sistemi stellari binari che erano apparsi come singoli punti di luce fino a quando non erano stati osservati a una risoluzione più elevata con i Gemelli. "Con i telescopi da 8,1 metri dell'Osservatorio Gemini, abbiamo ottenuto immagini ad altissima risoluzione di stelle ospiti di esopianeti e rilevato compagne stellari a separazioni molto piccole, ", ha affermato Katie Lester dell'Ames Research Center della NASA, che ha condotto questo lavoro.

Il team di Lester ha anche studiato altre 18 stelle binarie precedentemente trovate tra gli host degli esopianeti TESS utilizzando NN-EXPLORE Exoplanet e Stellar Speckle Imager (NESSI) sul telescopio WIYN da 3,5 metri al Kitt Peak National Observatory, anche un programma del NOIRLab di NSF.

Dopo aver identificato le stelle binarie, il team ha confrontato le dimensioni dei pianeti rilevati nei sistemi stellari binari con quelli nei sistemi a stella singola. Si sono resi conto che la navicella spaziale TESS ha trovato esopianeti grandi e piccoli in orbita attorno a singole stelle, ma solo grandi pianeti in sistemi binari.

Questi risultati implicano che una popolazione di pianeti delle dimensioni della Terra potrebbe essere in agguato in sistemi binari e non essere rilevata utilizzando il metodo di transito impiegato da TESS e da molti altri telescopi per la caccia ai pianeti. Alcuni scienziati avevano sospettato che le ricerche sui transiti potessero mancare di piccoli pianeti nei sistemi binari, ma il nuovo studio fornisce un supporto osservativo per sostenerlo e mostra quali dimensioni di esopianeti sono interessate.

"Abbiamo dimostrato che è più difficile trovare pianeti delle dimensioni della Terra in sistemi binari perché i piccoli pianeti si perdono nel bagliore delle loro due stelle madri, " Dichiarò Lester. "I loro transiti sono 'riempiti' dalla luce della stella compagna, " ha aggiunto Steve Howell dell'Ames Research Center della NASA, who leads the speckle imaging effort and was involved in this research.

"Since roughly 50% of stars are in binary systems, we could be missing the discovery of—and the chance to study—a lot of Earth-like planets, " Lester concluded.

The possibility of these missing worlds means that astronomers will need to use a variety of observational techniques before concluding that a given binary star system has no Earth-like planets. "Astronomers need to know whether a star is single or binary before they claim that no small planets exist in that system, " explained Lester. "If it's single, then you could say that no small planets exist. But if the host is in a binary, you wouldn't know whether a small planet is hidden by the companion star or does not exist at all. You would need more observations with a different technique to figure that out."

As part of their study, Lester and her colleagues also analyzed how far apart the stars are in the binary systems where TESS had detected large planets. The team found that the stars in the exoplanet-hosting pairs were typically farther apart than binary stars not known to have planets. This could suggest that planets do not form around stars that have close stellar companions.

"This speckle imaging survey illustrates the critical need for NSF telescope facilities to characterize newly discovered planetary systems and develop our understanding of planetary populations, " said National Science Foundation Division of Astronomical Sciences Program Officer Martin Still.

"This is a major finding in exoplanet work, " Howell commented. "The results will help theorists create their models for how planets form and evolve in double-star systems."