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Scoperta una Super-Terra a 31 anni luce

Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA ha scoperto tre nuovi esopianeti potenzialmente abitabili, secondo l’indice di similarità terrestre, nella costellazione prevalentemente australe dell’Idra. Uno di questi si trova nella zona abitabile della stella. Se fatto di roccia, questo pianeta potrebbe essere circa due volte più grande della Terra.

I nuovi mondi orbitano attorno a una stella di nome GJ 357, una nana di tipo M circa un terzo della massa e delle dimensioni del Sole e circa il 40% più fredda della nostra stella. Il sistema si trova a 31 anni luce di distanza. A febbraio, le telecamere TESS hanno rilevato che la stella si oscurava leggermente ogni 3,9 giorni, rivelando la presenza di un esopianeta in transito, un mondo al di fuori del nostro sistema solare che attraversa la superficie della stella durante ogni orbita e attenua brevemente la luminosità della stella.

super terra

I transiti TESS osservati appartengono a GJ 357 b, un pianeta circa il 22% più grande della Terra. Orbita 11 volte più vicino alla sua stella della distanza Mercurio – Sole. Ciò gli conferisce una temperatura di equilibrio calcolata senza tenere conto degli effetti di riscaldamento aggiuntivi di una possibile atmosfera, di circa 254 gradi Celsius.

“Descriviamo GJ 357 b come una” Terra calda “”, spiega il co-autore Enric Pallé, un astrofisico della IAC. “Sebbene non possa ospitare la vita, è degno di nota come il terzo esopianeta di transito più vicino finora conosciuto e uno dei migliori pianeti rocciosi che abbiamo per misurare la composizione di qualsiasi atmosfera.”

Ma mentre i ricercatori stavano esaminando i dati terrestri per confermare l’esistenza della Terra calda, hanno scoperto altri due mondi. Il pianeta più lontano conosciuto, chiamato GJ 357 d, è particolarmente Interessante.

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Questo diagramma mostra lo schema del sistema GJ 357. Il pianeta orbita all’interno della cosiddetta zona abitabile della stella, la regione orbitale in cui può esistere acqua liquida sulla superficie di un pianeta roccioso. Se ha un’atmosfera densa, GJ 357 d potrebbe essere abbastanza caldo da consentire la presenza di acqua liquida. Crediti: Goddard Space Flight Center della NASA / Chris Smith

GJ 357 d si trova all’interno del bordo esterno della zona abitabile della sua stella, dove riceve circa la stessa quantità di energia di Marte dal Sole. Se il pianeta ha un’atmosfera densa, ancora da determinare, potrebbe avere abbastanza calore per riscaldare il pianeta e consentire la presenza di acqua liquida sulla sua superficie.

Senza atmosfera, la temperatura di equilibrio sarebbe di -53 ° C che renderebbe il pianeta più glaciale che abitabile. Il pianeta pesa almeno 6,1 volte la massa terrestre e orbita attorno alla stella ogni 55.7 giorni a una distanza di circa il 20% della distanza Terra – Sole. Le dimensioni e la composizione del pianeta sono sconosciute, ma un mondo roccioso di questa massa avrebbe circa una a due volte le dimensioni della Terra.

GJ 357 c, il pianeta medio, ha una massa almeno 3,4 volte quella della Terra, orbita attorno alla stella ogni 9,1 giorni a una distanza un po ‘più del doppio di quella del pianeta in transito e ha una temperatura di equilibrio intorno a 127 °C. TESS non ha osservato i transiti di questo pianeta, il che suggerisce che la sua orbita è leggermente inclinata, quindi non passa mai attraverso la stella dalla nostra prospettiva.

Per confermare la presenza di GJ 357 b e scoprire gli altri pianeti vicini Luque e i suoi colleghi la tecnica di misurazione della velocità radiale della stellaUn pianeta in orbita produce una attrazione gravitazionale sulla stella, che si traduce in un piccolo movimento riflesso che gli astronomi possono rilevare attraverso piccoli cambiamenti di colore nella luce delle stelle. 

Il sistema GJ 357, situato a 31 anni luce di distanza nella costellazione dell’Idra. Gli astronomi che hanno confermato un pianeta identificato dal Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA hanno successivamente trovato altri due mondi in orbita attorno alla stella. Il pianeta più esterno, GJ 357 d è particolarmente affascinante per gli scienziati perché riceve tanta energia dalla sua stella come Marte dal Sole. Crediti: Goddard Space Flight Center della NASA

Il team di Luque ha esaminato i dati terrestri risalenti al 1998 dall’Osservatorio europeo meridionale e dall’Osservatorio di Las Campanas in Cile, dall’osservatorio WM Keck alle Hawaii e dall’osservatorio di Calar Alto in Spagna.

Un documento che descrive i risultati è stato pubblicato mercoledì 31 luglio sulla rivista Astronomy & Astrophysics ed è disponibile online .

Obiettivi scientifici

Il TESS è considerato il successore del telescopio Kepler; mentre Kepler esaminava una piccola porzione della volta celeste, circa lo 0,28%, il TESS la esaminerà tutta, osservando stelle dalle trenta alle cento volte più luminose di quelle osservate dal predecessore.

TESS
A sinistra: il campo visivo combinato delle quattro telecamere TESS. Al centro: suddivisione della sfera celeste in 26 settori di osservazione (13 per emisfero). A destra: il tempo totale dedicato alle osservazioni. Il cerchio nero tratteggiato che racchiude il polo dell’eclittica mostra la regione che il JWST potrà osservare ininterrottamente

Il TESS esaminerà stelle di classe spettrale G e K, ossia nane gialle e arancioni, con magnitudine apparente tra 5 e 12. Si stima che saranno osservate circa 500.000 stelle, catalogando almeno 3.000 pianeti in transito davanti alle proprie stelle, di cui circa 500 dalle dimensioni simili alla Terra o super Terre. L’esplorazione sarà suddivisa in 26 settori di osservazione di 24° x 96°, con una sovrapposizione ai poli eclittici per aumentare la sensibilità nei confronti di esopianeti caratterizzati da masse più piccole e periodi orbitali più lunghi. Ogni settore sarà osservato per due orbite, ognuna delle quali durerà 13,7 giorni, mappando durante il primo anno l’emisfero sud e quello nord durante il secondo. Ognuna delle lenti del TESS acquisirà immagini con una cadenza di due minuti alla ricerca di diminuzioni di luminosità causate da pianeti in transito, con immagini full frame acquisite ogni 30 minuti in grado di offrire informazioni fotometriche per più di venti milioni di stelle nell’arco di sessioni di osservazione di diverse settimane, che offriranno anche l’opportunità di rilevare altri fenomeni di transito, quali lampi di raggi gamma.

Gli esopianeti individuati potranno poi essere ulteriormente esaminati da strumenti avanzati quali il telescopio terrestre Automated Planet Finder e dallo spettrografo HARPS, oltre che dallo spettrografo ESPRESSO installato presso il VLT e dal telescopio spaziale James Webb.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. TESS: Transiting Exoplanet Survey Satellite (PDF), NASA, ottobre 2014.
  2.  Sara SeagerExoplanet Space Missions, Massachusetts Institute of Technology, 2011. 
  3. George R. Ricker, The Transiting Exoplanet Survey Satellite: Mission Status(abstract), in American Astronomical Society, AAS Meeting #225, #202.01, gennaio 2015.
  4. Nature Astronomy l’articolo “A super-Earth and two sub-Neptunes transiting the nearby and quiet M dwarf TOI-270” di Maximilian N. Günther et al.

 

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