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Scoperti due pianeti di tipo terrestre nel nostro vicinato cosmico

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Gli astronomi del MIT hanno scoperto un nuovo sistema con almeno due pianeti di tipo terrestre all’interno del nostro quartiere galattico che si trova a soli 10 parsec, o circa 33 anni luce, dalla Terra, rendendolo uno dei sistemi multirete più vicini al nostro.

Al centro del sistema si trova una piccola e fredda stella nana M, chiamata HD 260655, e gli astronomi hanno scoperto che ospita almeno due pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra. È probabile che i mondi rocciosi non siano abitabili, poiché le loro orbite sono relativamente strette, esponendo i pianeti a temperature troppo elevate per sostenere l’acqua superficiale liquida.

Tuttavia, gli scienziati sono entusiasti di questo sistema perché la vicinanza e la luminosità della sua stella daranno loro uno sguardo più da vicino alle proprietà dei pianeti e ai segni di qualsiasi atmosfera che potrebbero contenere.

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Entrambi i pianeti in questo sistema sono considerati tra i migliori bersagli per lo studio atmosferico a causa della luminosità della loro stella“, afferma Michelle Kunimoto, post-dottorato al Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT e uno degli scienziati principali della scoperta. “C’è un’atmosfera ricca di volatili intorno a questi pianeti? E ci sono segni di acqua o specie a base di carbonio? Questi pianeti sono fantastici banchi di prova per quelle esplorazioni”.

Il team presenterà la sua scoperta oggi alla riunione dell’American Astronomical Society a Pasadena, in California. I membri del team del MIT includono Katharine Hesse, George Ricker, Sara Seager, Avi Shporer, Roland Vanderspek e Joel Villaseñor, insieme a collaboratori di istituzioni di tutto il mondo.

Potenza dei dati

Il nuovo sistema planetario è stato inizialmente identificato dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, una missione guidata dal MIT progettata per osservare le stelle più vicine e più luminose e rilevare cali periodici di luce che potrebbero segnalare un pianeta in transito.

Nell’ottobre 2021, Kunimoto, un membro del team scientifico TESS del MIT, stava monitorando i dati in arrivo dal satellite quando ha notato un paio di cali periodici di luce stellare, o transiti, dalla stella HD 260655.

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Ha condotto i rilevamenti attraverso la pipeline di ispezione scientifica della missione e i segnali sono stati presto classificati come due TESS Objects of Interest, o TOI, oggetti contrassegnati come potenziali pianeti. Gli stessi segnali sono stati trovati anche indipendentemente dal Science Processing Operations Center (SPOC), il gasdotto ufficiale di ricerca dei pianeti TESS con sede presso la NASA Ames. Gli scienziati in genere pianificano di utilizzare altri telescopi per confermare che gli oggetti siano effettivamente pianeti.

Il processo di classificazione e successiva conferma di nuovi pianeti può spesso richiedere diversi anni. Per HD 260655, tale processo è stato notevolmente ridotto con l’aiuto dei dati di archivio.

Subito dopo che Kunimoto ha identificato i due potenziali pianeti intorno a HD 260655, Shporer ha cercato di vedere se la stella fosse stata osservata in precedenza da altri telescopi. Per fortuna, HD 260655 è stato elencato in un’indagine sulle stelle effettuata dallo spettrometro Echelle ad alta risoluzione (HIRES), uno strumento che opera come parte dell’Osservatorio Keck alle Hawaii. HIRES ha monitorato la stella, insieme a una miriade di altre stelle, dal 1998, ed i ricercatori sono stati in grado di accedere ai dati pubblicamente disponibili del sondaggio.

HD 260655 è stato anche elencato come parte di un’altra indagine indipendente da CARMENES, uno strumento che opera nell’ambito dell’Osservatorio di Calar Alto in Spagna. Poiché questi dati erano privati, il team ha contattato i membri di HIRES e CARMENES con l’obiettivo di combinare la loro potenza di dati.

Questi negoziati a volte sono piuttosto delicati“, osserva Shporer. “Fortunatamente, i team hanno deciso di lavorare insieme. Questa interazione umana è importante quasi quanto le osservazioni reali per ottenere i dati“.

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Tiro planetario

Alla fine, questo sforzo di collaborazione ha rapidamente confermato la presenza di due pianeti intorno a HD 260655 in circa sei mesi. Per confermare che i segnali di TESS provenissero effettivamente da due pianeti in orbita, i ricercatori hanno esaminato i dati HIRES e CARMENES della stella. Entrambe le indagini misurano l’oscillazione gravitazionale di una stella, nota anche come velocità radiale.

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Ogni pianeta in orbita attorno a una stella avrà una piccola attrazione gravitazionale sulla sua stella“, spiega Kunimoto. “Quello che stiamo cercando è qualsiasi leggero movimento di quella stella che potrebbe indicare che un oggetto di massa planetaria la sta tirando“.

Da entrambi i set di dati d’archivio, i ricercatori hanno trovato segni statisticamente significativi che i segnali rilevati da TESS fossero effettivamente due pianeti in orbita. “Poi abbiamo capito di avere qualcosa di molto eccitante“, dice Shporer.

Il team ha quindi esaminato più da vicino i dati TESS per definire le proprietà di entrambi i pianeti, compreso il loro periodo orbitale e le dimensioni. Hanno determinato che il pianeta interno, soprannominato HD 260655b, orbita attorno alla stella ogni 2,8 giorni ed è circa 1,2 volte più grande della Terra. Il secondo pianeta esterno, HD 260655c, orbita ogni 5,7 giorni ed è 1,5 volte più grande della Terra.

Dai dati sulla velocità radiale di HIRES e CARMENES, i ricercatori sono stati in grado di calcolare la massa dei pianeti, che è direttamente correlata all’ampiezza con cui ogni pianeta tira la sua stella. Hanno scoperto che il pianeta interno è circa due volte più massiccio della Terra, mentre il pianeta esterno ha circa tre masse terrestri. In base alle loro dimensioni e massa, il team ha stimato la densità di ciascun pianeta. Il pianeta interno, più piccolo, è leggermente più denso della Terra, mentre il pianeta esterno, più grande, è un po’ meno denso. Entrambi i pianeti, in base alla loro densità, sono probabilmente di composizione terrestre o rocciosa.

I ricercatori stimano anche, sulla base delle loro brevi orbite, che la superficie del pianeta interno è di 710 kelvin, mentre il pianeta esterno è di circa 560 K. “Riteniamo che l’intervallo al di fuori della zona abitabile, sia troppo caldo per l’esistenza di acqua liquida in superficie“, afferma Kunimoto.

Ma potrebbero esserci più pianeti nel sistema“, aggiunge Shporer. “Ci sono molti sistemi multirete che ospitano cinque o sei pianeti, specialmente intorno a piccole stelle come questa. Speriamo di trovarne altri, e uno potrebbe trovarsi nella zona abitabile. Questo è un pensiero ottimista“.

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