Uno studio basato sui dati di Tess – il Transiting Exoplanet Survey Satellite della Nasa – relativo a coppie di stelle che si eclissano a vicenda, ha individuato più di due dozzine di candidati esopianeti, ovvero mondi al di fuori del Sistema solare. I risultati, pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, presentano non solo la scoperta, ma anche il metodo impiegato, che consente alla missione di localizzare pianeti che altrimenti non sarebbe in grado di rilevare.
In questa rappresentazione artistica di un sistema binario, un gigante gassoso si staglia in primo piano sulla destra, illuminato da una coppia di stelle. Il satellite Tess della Nasa ha individuato pianeti in due sistemi stellari binari osservando l’oscuramento delle stelle quando i pianeti transitano davanti a una di esse. Gli astronomi hanno ora presentato un nuovo metodo per individuare pianeti in questi sistemi concentrandosi sulla tempistica delle eclissi reciproche delle stelle. Crediti: Goddard Space Flight Center della Nasa/Chris Smith (Usra)
A oggi, Tess ha scoperto 885 esopianeti confermati e ne ha identificati più di 7.900 candidati, quasi tutti individuati grazie al passaggio dei pianeti davanti alle loro stelle, come osservati dal nostro punto di osservazione. Questi eventi, chiamati transiti, provocano periodicamente una lieve diminuzione della luminosità della stella.
Oltre ai pianeti in orbita attorno a stelle singole, Tess osserva anche decine di migliaia di stelle binarie a eclisse – due stelle in orbita che si eclissano l’una all’altra, a seconda della nostra visuale. Gli astronomi possono rilevare l’attrazione gravitazionale di esopianeti in questi sistemi misurando con precisione i tempi esatti di numerose eclissi. Prima del nuovo studio, le scoperte della missione Kepler della Nasa, ormai in pensione, e di altre strutture avevano registrato 16 mondi in transito attorno a stelle binarie, mentre Tess ne aveva trovati altri due.
«Identificare i transiti nei sistemi binari è chiaramente una sfida, ma vorremmo saperne di più sulla varietà di pianeti che possono formarsi attorno a due stelle legate gravitazionalmente», dichiara Margo Thornton, responsabile dello studio e dottoranda presso la University of New South Wales (Unsw) di Sydney. «Abbiamo quindi sviluppato un metodo di ricerca di pianeti basato sulle eclissi stellari, che non dipende dall’orientamento dell’orbita planetaria».
Per i pianeti situati in sistemi binari, l’orientamento dell’orbita planetaria può fornire informazioni su come si è formato quel sistema. Alcuni modelli di formazione planetaria in sistemi binari suggeriscono che i pianeti si formino principalmente in prossimità del piano definito dalle due stelle in orbita, aumentando la probabilità che le binarie ospitino mondi in transito. Altri modelli indicano invece un processo di formazione molto più caotico, in cui la coppia di stelle spinge i giovani pianeti verso orbite più ampie e inclinate, molto meno soggette ai transiti.
Il ritmo delle eclissi stellari può cambiare gradualmente a causa delle interazioni mareali e rotazionali tra le stelle, degli effetti della relatività generale e della presenza di altre masse non visibili nel sistema, come i pianeti. Tutte queste forze causano la rotazione dell’intero piano orbitale della binaria – fenomeno detto precessione – che a sua volta altera i tempi delle eclissi.
«La chiave per calcolare tutte queste diverse influenze è il lungo e ricco insieme di osservazioni disponibile da Tess», afferma il coautore Benjamin Montet, della Unsw. «Dopo aver analizzato 1.590 binarie con almeno due anni di dati Tess, ne abbiamo trovate 27 con pianeti candidati che ora attendono conferma».
Dall’inizio delle operazioni scientifiche nel 2018, Tess ha mappato il cielo osservando vaste porzioni, chiamate settori, per quasi un mese ciascuna. Attualmente, le camere della missione acquisiscono un’immagine dell’intero settore – che misura 24 per 96 gradi – circa ogni 3 minuti, con osservazioni ancora più rapide per target selezionati.
Le masse dei nuovi candidati rimangono incerte, ma il team stima che il mondo più piccolo possa avere una massa di appena 12 volte quella della Terra, mentre il più grande raggiungerebbe circa 3.200 masse terrestri, pari a circa 10 volte la massa di Giove. La conferma di questi pianeti richiederà future osservazioni da terra che misurino con precisione le velocità delle stelle ospiti, le quali riveleranno la lieve attrazione gravitazionale esercitata da eventuali pianeti.
Scopri come le osservazioni delle eclissi stellari possano ampliare le capacità del satellite Tess, portando alla scoperta di nuovi candidati esopianeti che altrimenti non saremmo in grado di individuare. Crediti: Nasa’s Goddard Space Flight Center/Francis Reddy
«La missione Tess è stata costruita per trovare pianeti in transito, ed è bello vedere come le stesse misurazioni stiano alimentando scoperte ben al di là della sua missione originale», conclude Allison Youngblood, responsabile scientifica di Tess presso il Goddard Space Flight Center della Nasa. «La continua raccolta di dati della missione è un autentico tesoro che permette nuove scoperte in un’ampia gamma di argomenti astronomici, dagli asteroidi del Sistema solare alle galassie attive alimentate da buchi neri nell’universo lontano».
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Detection of 27 candidate circumbinary planets through apsidal precession of eclipsing binaries” di Margo Thornton, Benjamin T. Montet, Riley White, Arden Shao, Diya T. Kumar