Purtroppo, gli astronomi hanno appena perso tre esopianeti. Ecco perché

Quelli che pensavamo fossero tre esopianeti confermati sono appena stati buttati giù dal loro trespolo – e un quarto è seriamente in dubbio.

Secondo una nuova analisi che utilizza caratteristiche riviste, gli oggetti Kepler-854b, Kepler-840b e Kepler-699b sembrano essere troppo grandi per essere esopianeti dopo tutto. Ciò significa che devono essere stelle. Il quarto oggetto, Kepler-747b, è un caso limite che potrebbe richiedere un po’ più di informazioni per essere risolto.

La scoperta ci pone solo un po’ più lontano dalla pietra miliare di 5.000 esopianeti confermati, che è allettante portata al momento della scrittura; ma significa anche che possiamo essere più fiduciosi nelle diagnosi dei nostri esopianeti in futuro.

“Nel complesso, questo studio costituisce l’attuale elenco di pianeti più completi”, afferma l’astrofisico Avi Shporer del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT.

“Le persone fanno affidamento su questo elenco per studiare la popolazione dei pianeti nel suo insieme. Se usi un campione con alcuni intrusi, i tuoi risultati potrebbero essere imprecisi. Quindi, è importante che l’elenco dei pianeti non sia contaminato”.

Le linee tra le masse dei pianeti e delle stelle possono essere un po’ sfocate, con alcune sovrapposizioni tra di loro, ma ci sono dei limiti. Al di sotto di un certo limite, gli oggetti diventano troppo piccoli per generare la pressione interna e la temperatura per accendere la fusione di idrogeno che alimenta una stella. Oltre un certo limite, un oggetto deve essere una stella di qualche tipo.

“La maggior parte degli esopianeti sono delle dimensioni di Giove o molto più piccoli”, spiega l’astronomo Prajwal Niraula del MIT, che ha guidato lo studio. “Due volte [the size of] Giove è già sospettoso. Più grande di così non può essere un pianeta”.

Il telescopio Kepler per la caccia ai pianeti, che ha chiuso gli occhi sulle stelle nell’ottobre 2018, ha cercato gli esopianeti cercando i transiti. Questo è quando un esopianeta passa tra noi e la sua stella ospite, causando regolari deboli cali di luce stellare. Questo crea una “curva di transito” nella luce della stella che consente agli scienziati di dedurre le dimensioni dell’esopianeta.

Man mano che i nostri strumenti e le nostre tecniche sono migliorati, gli scienziati hanno iniziato a utilizzare qualcosa chiamato curva di fase per studiare gli esopianeti. Questo incorpora la luce della stella che l’esopianeta riflette mentre orbita, fornendo maggiori informazioni sul corpo orbitante.

La curva di fase dell’esopianeta. (ESA)

Inizialmente, Niraula e il team stavano studiando le curve di fase per cercare esopianeti che sono stati allungati in una forma da calcio dall’interazione gravitazionale con la stella ospite. Questa deformazione può fornire indizi sulla massa degli oggetti e può essere utilizzata per determinare se un sistema a due corpi è costituito da una stella e un esopianeta, o da una stella e una stella più piccola.

Kepler-854b è stato il primo indizio che qualcosa potrebbe essere storto.

“Improvvisamente abbiamo avuto un sistema in cui abbiamo visto questo segnale ellissoidale che era enorme, e subito abbiamo capito che non poteva provenire da un pianeta”, dice Shporer. “Poi abbiamo pensato, qualcosa non torna”.

La profondità di un segnale della curva di transito è correlata al rapporto dimensionale tra l’esopianeta e la stella ospite. Se conosci le dimensioni della stella – che non è sempre facile da capire, poiché ha a che fare con le distanze e sono difficili da calcolare nello spazio – puoi dedurre le dimensioni dell’esopianeta.

Un progetto chiamato Gaia sta cambiando il modo in cui intendiamo la Via Lattea. Usando la parallasse stellare, Gaia sta mappando la posizione e il movimento precisi delle stelle della Via Lattea nello spazio tridimensionale con la massima precisione. Nel 2016, quando fu scoperto Kepler-854b, i dati di Gaia per la sua stella ospite non erano disponibili.

Tuttavia, ora lo sono; quando Niraula e colleghi hanno rivisitato le proprietà dell’esopianeta con dati Gaia rivisti, hanno scoperto che l’esopianeta era molto più grande di quanto si pensasse, circa 3 volte più grande di Giove. Hanno anche calcolato la sua massa, circa 239 volte quella di Giove; il limite superiore per la massa di un pianeta è di circa 10 Giove.

“Non c’è modo che l’Universo possa creare un pianeta di quelle dimensioni”, ha detto Shporer. “Semplicemente non esiste.”

Sapendo che minuscole stelle potrebbero nascondersi nel database di circa 2.000 esopianeti Kepler, i ricercatori hanno cercato e hanno trovato di più. Kepler-840b è risultato essere 2,5 volte più grande di Giove; e Kepler-699b è risultato essere 2,76 volte più grande di Giove. Kepler-747b era un caso limite, 1,84 volte più grande di Giove. (Ricorda, più grande del doppio di Giove è sospetto.)

Ora che il problema è stato identificato, è improbabile che ci siano molte più piccole stelle là fuori mascherate da esopianeti confermati, ha detto il team. Con una vasta gamma di dati Gaia a nostra disposizione e la consapevolezza del problema, possiamo essere più sicuri che gli esopianeti sono esopianeti.

“Questa è una piccola correzione”, dice Shporer. “Proviene da una migliore comprensione delle stelle, che sta solo migliorando continuamente. Quindi, le possibilità che il raggio di una stella sia così errato sono molto minori. Queste classificazioni errate non accadranno molte volte di più”.

La ricerca è stata pubblicata in Il giornale astronomico.

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