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

Quelli che pensavamo fossero tre esopianeti confermati sono appena stati rovesciati dal loro posto – e un quarto è seriamente messo in dubbio.

Gli oggetti Kepler-854b, Kepler-840b e Kepler-699b sembrano essere troppo grandi per essere esopianeti dopo tutto, secondo una nuova analisi con caratteristiche riviste. 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 avvicina solo un po’ alla pietra miliare di 5.000 esopianeti confermati, che è allettante vicino al momento in cui scriviamo; ma significa anche che possiamo essere più fiduciosi nella diagnostica dei nostri esopianeti in futuro.

“Nel complesso, questo studio rende l’attuale elenco di pianeti più completo”, 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 utilizzi un campione con pochi intrusi, i 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 necessarie per accendere la fusione di idrogeno che alimenta una stella. Al di sopra di un certo limite, un oggetto deve essere una specie di stella.

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

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, consentendo 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. Ciò include la luce della stella che si riflette sull’esopianeta mentre orbita, fornendo maggiori informazioni sul corpo orbitante.

Curva di fase dell'esopianetaLa curva di fase dell’esopianeta. (ESA)

In primo luogo, Niraula e il suo team hanno studiato le curve di fase per cercare esopianeti che sono stati allungati a forma di pallone 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 sbagliato.

“All’improvviso abbiamo avuto un sistema in cui abbiamo visto questo segnale ellittico, che era enorme, e praticamente subito abbiamo capito che non poteva provenire da un pianeta”, dice Shporer. “Poi abbiamo pensato che qualcosa non andava”.

La profondità di un segnale della curva di transito è correlata al rapporto dimensionale tra l’esopianeta e la stella ospite. Conoscendo la dimensione della stella – che non è sempre facile da indovinare poiché le distanze coinvolte sono difficili da calcolare nello spazio – si può dedurre la dimensione dell’esopianeta.

Un progetto chiamato Gaia sta cambiando la nostra comprensione della Via Lattea. Usando la parallasse stellare, Gaia mappa la posizione precisa e il movimento delle stelle della Via Lattea nello spazio tridimensionale con il più alto livello di precisione mai raggiunto. Quando Kepler-854b è stato scoperto nel 2016, i dati di Gaia per la sua stella ospite non erano disponibili.

Tuttavia, ora lo sono; Quando Niraula e colleghi hanno riesaminato le proprietà dell’esopianeta utilizzando i dati Gaia rivisti, hanno scoperto che l’esopianeta era molto più grande di quanto si pensasse inizialmente, circa tre 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 sono andati alla ricerca e hanno trovato di più. Kepler-840b era 2,5 volte più grande di Giove; e Kepler-699b era 2,76 volte più grande di Giove. Kepler-747b era un caso limite a 1,84 volte le dimensioni di Giove. (Ricorda, è sospetto che sia più grande del doppio di Giove.)

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 una consapevolezza del problema, possiamo essere più sicuri che gli esopianeti sono esopianeti.

“È una piccola correzione”, afferma Shporer. “Proviene da una migliore comprensione delle stelle, che è in costante miglioramento. Pertanto, la probabilità che il raggio di una stella sia così sbagliato è molto inferiore. Queste classificazioni errate non si ripetono spesso”.

La ricerca è stata pubblicata in Il giornale astronomico.

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