Gli scienziati hanno scoperto uno straordinario connubio tra matematica e astronomia quando sono riusciti a catturare un esopianeta simile alla Terra che orbita intorno alla sua piccola stella ospite in 3,14 giorni, numero che ricorda la costante universale Pi greco. L’esopianeta è stato cosi soprannominato “Terra Pi“.
I ricercatori hanno scoperto le tracce di Terra Pi nei dati raccolti nel 2017 dalla missione K2 della NASA Kepler Space Telescope. Terra Pi è stato confermato all’inizio di quest’anno con SPECULOOS, una rete di telescopi terrestri.
Prajwal Niraula, studente laureato del Dipartimento di Scienze della Terra, Atmosferiche e Planetarie (EAPS) del MIT, autore principale di un articolo pubblicato oggi sull’Astronomical Journal dal titolo: “π Earth: a 3.14-day Earth-sized Planet from K2’s Kitchen Served Warm by the SPECULOOS Team“, ha detto: “Il pianeta si muove come un orologio”
La scoperta della Terra Pi greco
L’esopianeta Pi greco è stato denominato K2-315b; è il 315° sistema planetario scoperto nei dati K2. I ricercatori stimano che K2-315b abbia un raggio 0,95 quello della Terra. Pi orbita attorno a una stella fredda e di piccola massa che è circa un quinto delle dimensioni del Sole, orbitando attorno alla sua stella ogni 3,14 giorni alla velocità di 81 chilometri. Sebbene la sua massa debba ancora essere calcolata, gli scienziati sospettano che K2-315b abbia all’incirca la massa della Terra. Questo però non fa di K2-315b un pianeta adatto ad ospitare la vita poiché la sua orbita lo porta troppo vicino alla sua stella che ne riscalda la superficie a una temperatura di 450 kelvin.
“Sarebbe troppo caldo per essere abitabile nella comprensione comune della frase“, spiega Niraula, che aggiunge che l’eccitazione intorno a questo particolare pianeta, a parte le sue associazioni con la costante matematica pi greco è che potrebbe rivelarsi un candidato promettente per uno studio della sua atmosfera.
Il coautore dello studio Julien de Wit, assistente professore in EAPS, e membro del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT ha spiegato: “Ora sappiamo che possiamo trovare esopianeti dai dati di archivio, e speriamo di non perderne nessuno, specialmente quelli veramente importanti che hanno un forte impatto“. Gli altri coautori del MIT e collaboratori di Niraula e de Wit sono Benjamin Rackham e Artem Burdanov, insieme a un team internazionale.
I ricercatori sono membri di SPECULOOS, che è l’acronimo di The Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars, e da il nome a una rete di quattro telescopi da un metro situati nel deserto di Atacama in Cile. Questi telescopi scansionano il cielo dell’emisfero meridionale. Più recentemente, la rete ha acquisito un quinto telescopio, che è stato il primo a essere posizionato nell’emisfero settentrionale, chiamato Artemis, è un progetto guidato dai ricercatori del MIT.
I telescopi SPECULOOS sono progettati per cercare pianeti simili alla Terra che orbitano attorno a nane ultrafredde vicine. Queste piccole e deboli stelle offrono agli astronomi una maggiore possibilità di individuare un esopianeta in orbita e inoltre offrono la possibilità di caratterizzarne l’atmosfera.
Come asserisce Burdanov: “Queste nane ultra fredde sono sparse in tutto il cielo. I sondaggi mirati con strumenti come SPECULOOS sono utili perché possiamo guardare queste nane ultra fredde una a una“.
In particolare, gli astronomi esaminano le singole stelle alla ricerca dei segnali caratteristici, i transiti, o cadute periodiche della luce della stella sotto analisi, che indicano un possibile passaggio di un esopianeta davanti ad essa. Tale passaggio ne blocca brevemente la luce.
All’inizio di quest’anno, Niraula si è imbattuto in una nana fredda, leggermente più calda della soglia comunemente accettata per le nane ultra fredde, nei dati raccolti dalla campagna K2, la seconda missione di osservazione del telescopio spaziale Kepler, che ha monitorato il cielo mentre la navicella spaziale orbitava intorno il Sole.
Per diversi mesi nel 2017, il telescopio spaziale Kepler ha osservato una parte del cielo che includeva la nana fredda, denominata da K2 come EPIC 249631677. Niraula ha setacciato questo periodo e ha trovato circa 20 avvallamenti nella luce di questa stella, che sembravano ripetersi ogni 3,14 giorni.
Il team ha analizzato i segnali, testando diversi potenziali scenari astrofisici per spiegarne l’origine, confermando che i segnali erano probabilmente dovuti a un pianeta in transito e non un prodotto di altri fenomeni come un sistema binario di due stelle che spiraleggiano una attorno all’altra. I ricercatori hanno quindi deciso di osservare più da vicino la stella e il suo pianeta con SPECULOOS. Ma prima, dovevano identificare una finestra di tempo in cui sarebbero stati sicuri di catturare un transito.
“Inchiodare la notte migliore per seguire il transito da terra è un po’ complicato“, afferma Rackham, che ha sviluppato un algoritmo di previsione per prevedere quando si sarebbe verificato un transito. “Anche quando vedi questo segnale di 3,14 giorni nei dati K2, c’è un’incertezza che si somma ad ogni orbita“.
Con l’algoritmo di previsione di Rackham, il gruppo si è messo al lavoro per diverse notti nel febbraio 2020 durante le quali era probabile che vedessero il pianeta passare davanti alla sua stella. Hanno quindi puntato i telescopi di SPECULOOS in direzione della stella e sono stati in grado di vedere tre transiti chiari: due con i telescopi dell’emisfero meridionale della rete e il terzo da Artemide, nell’emisfero settentrionale.
I ricercatori affermano che il nuovo pianeta “pi” potrebbe essere un candidato promettente per il James Webb Space Telescope (JWST), per osservarne i dettagli dell’atmosfera. Per ora, il team sta esaminando altri set di dati, come quelli della missione TESS della NASA, e sta anche osservando direttamente i cieli con Artemis e il resto della rete SPECULOOS, alla ricerca di segni di pianeti simili alla Terra.
“Ci saranno pianeti più interessanti in futuro, giusto in tempo per il JWST, un telescopio progettato per sondare l’atmosfera di questi mondi alieni“, dice Niraula. “Con algoritmi migliori, si spera un giorno di poter cercare pianeti più piccoli , anche piccoli come Marte“.
Fonte: Phys.org
