Un team internazionale di ricercatori guidato da Charles Cadieux, un Ph.D. studente dell'Université de Montréal e membro dell'Institute for Research on Exoplanets (iREx), ha annunciato la scoperta di TOI-1452 b, un esopianeta in orbita attorno a una delle due piccole stelle in un sistema binario situato nella costellazione del Draco a circa 100 luce- anni dalla Terra.

L'esopianeta è leggermente più grande per dimensioni e massa della Terra e si trova a una distanza dalla sua stella dove la sua temperatura non sarebbe né troppo calda né troppo fredda perché l'acqua liquida possa esistere sulla sua superficie. Gli astronomi ritengono che potrebbe essere un "pianeta oceanico", un pianeta completamente ricoperto da uno spesso strato d'acqua, simile ad alcune lune di Giove e Saturno.

In un articolo pubblicato oggi su The Astronomical Journal , Cadieux e il suo team descrivono le osservazioni che hanno chiarito la natura e le caratteristiche di questo esopianeta unico.

"Sono estremamente orgoglioso di questa scoperta perché mostra l'alto calibro dei nostri ricercatori e della nostra strumentazione", ha affermato René Doyon, professore dell'Università di Montréal e direttore di iREx e dell'Observatoire du Mont-Mégantic (OMM). "È grazie all'OMM, uno strumento speciale progettato nei nostri laboratori chiamato SPIRou, e un metodo analitico innovativo sviluppato dal nostro team di ricerca che siamo stati in grado di rilevare questo esopianeta unico nel suo genere."

È stato il telescopio spaziale TESS della NASA, che esplora l'intero cielo alla ricerca di sistemi planetari vicini al nostro, a mettere i ricercatori sulle tracce di questo esopianeta. Sulla base del segnale TESS, che ha mostrato una leggera diminuzione della luminosità ogni 11 giorni, gli astronomi hanno previsto un pianeta circa il 70% più grande della Terra.

Charles Cadieux appartiene a un gruppo di astronomi che effettua osservazioni di follow-up a terra dei candidati identificati da TESS al fine di confermare il tipo e le caratteristiche del loro pianeta. Usa PESTO, una fotocamera installata sul telescopio dell'OMM che è stata sviluppata dal professor David Lafrenière dell'Università di Montréal e dal suo dottorato di ricerca. studente François-René Lachapelle.

"L'OMM ha svolto un ruolo cruciale nel confermare la natura di questo segnale e nella stima del raggio del pianeta", ha spiegato Cadieux. "Non si trattava di un controllo di routine. Dovevamo assicurarci che il segnale rilevato da TESS fosse realmente causato da un esopianeta che orbitava intorno a TOI-1452, la più grande delle due stelle in quel sistema binario."

La stella ospite TOI-1452 è molto più piccola del nostro Sole ed è una delle due stelle di dimensioni simili nel sistema binario. Le due stelle orbitano l'una intorno all'altra e sono separate da una distanza così piccola - 97 unità astronomiche, ovvero circa due volte e mezzo la distanza tra il Sole e Plutone - che il telescopio TESS le vede come un unico punto di luce. Ma la risoluzione di PESTO è abbastanza alta da distinguere i due oggetti e le immagini hanno mostrato che l'esopianeta orbita attorno a TOI-1452, cosa che è stata confermata da successive osservazioni da parte di un team giapponese.

Ingegno al lavoro

Per determinare la massa del pianeta, i ricercatori hanno poi osservato il sistema con SPIRou, uno strumento installato sul telescopio Canada-Francia-Hawaii alle Hawaii. Progettato in gran parte in Canada, SPIRou è ideale per lo studio di stelle di piccola massa come TOI-1452 perché opera nello spettro infrarosso, dove queste stelle sono più luminose. Anche allora, ci sono volute più di 50 ore di osservazione per stimare la massa del pianeta, che si ritiene sia quasi cinque volte quella della Terra.

I ricercatori Étienne Artigau e Neil Cook, anche loro con iREx presso l'Université de Montréal, hanno svolto un ruolo chiave nell'analisi dei dati. Hanno sviluppato un potente metodo analitico in grado di rilevare il pianeta nei dati raccolti con SPIRou. "Il metodo LBL [per riga per riga] ci consente di ripulire i dati ottenuti con SPIRou da molti segnali di parassiti e di rivelare la debole firma di pianeti come quello scoperto dal nostro team", ha spiegato Artigau.

Il team comprende anche i ricercatori del Quebec Farbod Jahandar e Thomas Vandal, due dottorandi. studenti dell'Université de Montréal. Jahandar ha analizzato la composizione della stella ospite, utile per vincolare la struttura interna del pianeta, mentre Vandal è stato coinvolto nell'analisi dei dati raccolti con SPIRou.

Un mondo acquatico

L'esopianeta TOI-1452 b è probabilmente roccioso come la Terra, ma il suo raggio, massa e densità suggeriscono un mondo molto diverso dal nostro. La Terra è essenzialmente un pianeta molto arido; anche se a volte lo chiamiamo il Pianeta Blu perché circa il 70% della sua superficie è coperta dall'oceano, l'acqua in realtà costituisce solo una frazione trascurabile della sua massa, meno dell'1%.

L'acqua potrebbe essere molto più abbondante su alcuni esopianeti. Negli ultimi anni, gli astronomi hanno identificato e determinato il raggio e la massa di molti esopianeti con una dimensione compresa tra quella della Terra e quella di Nettuno (circa 3,8 volte più grande della Terra). Alcuni di questi pianeti hanno una densità che può essere spiegata solo se gran parte della loro massa è costituita da materiali più leggeri di quelli che costituiscono la struttura interna della Terra come l'acqua. Questi mondi ipotetici sono stati soprannominati "pianeti oceanici".

"TOI-1452 b è uno dei migliori candidati per un pianeta oceanico che abbiamo trovato fino ad oggi", ha affermato Cadieux. "Il suo raggio e la sua massa suggeriscono una densità molto più bassa di quella che ci si aspetterebbe da un pianeta che è fondamentalmente composto da metallo e roccia, come la Terra."

Mykhaylo Plotnykov e Diana Valencia dell'Università di Toronto sono specialisti nella modellazione di interni di esopianeti. La loro analisi di TOI-1452 b mostra che l'acqua può costituire fino al 30% della sua massa, una proporzione simile a quella di alcuni satelliti naturali del nostro Sistema Solare, come le lune di Giove Ganimede e Callisto e le lune di Saturno Titano ed Encelado .

Continua...

Un esopianeta come TOI-1452 b è un candidato perfetto per ulteriori osservazioni con il James Webb Space Telescope, o Webb in breve. È uno dei pochi pianeti temperati conosciuti che mostrano caratteristiche coerenti con un pianeta oceanico. È abbastanza vicino alla Terra che i ricercatori possono sperare di studiare la sua atmosfera e testare questa ipotesi. E, per fortuna, si trova in una regione del cielo che il telescopio può osservare tutto l'anno.

"Le nostre osservazioni con il telescopio Webb saranno essenziali per comprendere meglio TOI-1452 b", ha affermato Doyon che ha esaminato la concezione del componente NIRISS di James Webb. "Non appena possibile, prenoteremo del tempo su Webb per osservare questo mondo strano e meraviglioso."

L'articolo "TOI-1452 b:SPIRou and TESS reveal a super-Earth in a temperate orbit transiting an M4 dwarf" è stato pubblicato il 12 agosto 2022 suThe Astronomical Journal . Oltre a Charles Cadieux, René Doyon, Étienne Artigau, Neil Cook, Farbod Jahandar e Thomas Vandal all'iREx dell'Université de Montréal, il team di ricerca comprende Nicolas B. Cowan (iREx, MSI, McGill, Canada); Björn Benneke, Stefan Pelletier e Antoine Darveau-Bernier (iREx, UdeM, Canada); Ryan Cloutier, ex membro di iREx (Harvard, USA); e coautori dell'Università di Toronto, Francia, Brasile, Stati Uniti, Giappone, Spagna, Svizzera, Portogallo, Ungheria, Germania e Crimea. + Esplora ulteriormente

Scoperto un nuovo raro esopianeta "sub-Nettuno caldo"