Il tesoro di giganti gassosi su ampie orbite potrebbe fornire informazioni sul nostro sistema solare – Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/treasure-trove-of-gas-giants-on-wide-orbits-could-provide-insight-into-our-own-solar-system-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/treasure-trove-of-gas-giants-on-wide-orbits-could-provide-insight-into-our-own-solar-system-physics-world-2.jpg" data-caption="Rintracciare gli esopianeti Faith Hawthorn e Sam Gill al Marsh Observatory nel campus dell'Università di Warwick. (Per gentile concessione: Università di Warwick)”>

Una rara e preziosa raccolta di esopianeti in transito su orbite di lungo periodo è stata scoperta nascosta nei dati della NASA Satellite Survey Exoplanet in transito (TESS) missione. Poiché i cataloghi degli esopianeti sono dominati da mondi a breve periodo vicini alla loro stella, questi candidati a periodo più lungo forniscono qualcosa di diverso: in particolare, informazioni sui pianeti più freddi.

“Una delle grandi frontiere della scienza degli esopianeti si sta estendendo a questi lunghi periodi paragonabili a quelli del sistema solare”, afferma Fede Biancospino, dottorando dell'ultimo anno presso l'Università Università di Warwick che ha condotto le scoperte.

Gli esopianeti con un periodo più lungo hanno meno probabilità di transitare rispetto a quelli più vicini e lo faranno più raramente, rendendoli più difficili da scoprire. Hawthorn e il suo team sono riusciti a risolvere questo problema sfruttando il modo in cui TESS osserva il cielo. TESS trascorre un anno (o “ciclo”) osservando metà della sfera celeste, prima di passare all’altra metà l’anno successivo. Nei cicli 1 e 3 ha osservato il cielo meridionale e nei cicli 2 e 4 il cielo settentrionale. Durante ogni ciclo il cielo viene diviso in settori che TESS trascorre 27 giorni a osservare prima di passare al settore successivo. Di conseguenza, TESS solitamente favorisce il rilevamento di pianeti con periodi orbitali inferiori a 10 giorni.

Con l'aiuto di un algoritmo scritto dal secondo autore Sam Gil, sempre da Warwick, il gruppo di Hawthorn ha cercato i dati dei cicli 1 e 3, che coprono il cielo celeste meridionale, per i pianeti che transitavano due volte, una in ciascun ciclo. Si riferiscono a questi come “duotransiti” e rifuggono la saggezza percepita di aspettare di osservare almeno tre transiti per confermare il periodo orbitale.

Inizialmente l'algoritmo ha selezionato 2000 potenziali duotransiti e, dopo averli esaminati a occhio, il team di Hawthorn ha ristretto il numero a 85. Venticinque di questi erano già emersi nell'analisi dei dati TESS da parte di altri team, ma 60 erano nuovi di zecca. Sembrano tutti giganti gassosi, il più piccolo dei quali misura 2.67 volte il raggio della Terra, e tutti richiedono conferma mediante misurazioni della velocità radiale per determinare la loro massa.

Transiti allettanti

"La nostra tecnica sfrutta il modo in cui opera TESS", spiega Hawthorn Mondo della fisica. “Altre tecniche, come il microlensing e l’astrometria, tendono a contribuire maggiormente a quelle a lungo periodo, ma la cosa importante per noi è che se hai un pianeta in transito puoi anche fare la spettroscopia di trasmissione per osservare la sua atmosfera”.

La spettroscopia di transito prevede la misurazione dell'impronta di un'atmosfera planetaria sulla luce di una stella mentre quella luce viene filtrata attraverso l'atmosfera nel suo cammino verso di noi. Le molecole nell'atmosfera di un pianeta lasciano linee scure di assorbimento nello spettro di una stella, indicandoci i costituenti di quell'atmosfera. La spettroscopia di transito viene ora spesso eseguita su mondi a breve periodo, ma l'opportunità di farlo per mondi a lungo periodo non si è presentata spesso.

"Se vogliamo veramente capire come le atmosfere degli esopianeti - e gli esopianeti stessi - confrontano con quelle del sistema solare, sono questi esopianeti con un periodo più lungo che dobbiamo studiare", afferma Diana Dragomir, un astronomo dell'Università del New Mexico. Sebbene Dragomir non fosse coinvolto nello studio di Hawthorn, faceva parte di una squadra che lo scoprì due duotransiti di lungo periodo nei dati TESS nel 2023 e che ha anche scoperto centinaia di candidati esopianeti utilizzando un algoritmo per rilevare singoli transiti che erano stati persi dalle convenzionali tecniche multi-transito.

"Credo che ci siano ancora molti transiti singoli e duotransiti nei dati TESS che rimangono da scoprire", dice Dragomir Mondo della fisica. “Penso che con il miglioramento degli algoritmi ne troveremo molti nei prossimi anni”.

Candidati insoliti

I mondi candidati di Hawthorn hanno periodi orbitali che vanno dai 20 ai 700 giorni, anche se è impossibile definire il loro periodo preciso basandosi su soli due transiti. La maggior parte orbita attorno a stelle standard di tipo F, G e K (il nostro Sole è una stella di tipo G, le stelle di tipo F sono leggermente più calde, quelle di tipo K leggermente più fredde), ma alcune si distinguono per essere diverse.

"È stato bello vedere alcuni casi insoliti all'interno di ciò che abbiamo trovato, ma l'avvertenza è che per ora sono solo candidati", afferma Hawthorn.

Un sistema, denominato TIC-221915858, ha una stella calda di tipo A (temperatura superficiale 9200 °C, rispetto ai 5500 °C del Sole) che sarebbe la stella più calda trovata da TESS per ospitare un pianeta.

Un altro candidato è TOI-709, che riguarda una “stella subnana calda” compatta ed evoluta che ha iniziato a perdere massa dopo la sua fase di gigante rossa ed è sulla buona strada per trasformarsi in una nana bianca. Un altro transito non identificato e una possibile stella compagna intorbidano le acque.

"È davvero strano", dice Hawthorn. “In realtà è improbabile che sia un pianeta, ma abbiamo scelto di tenerlo nel campione perché è molto interessante e insolito. Dal nostro punto di vista, guardando i dati, ha superato tutti i nostri test di verifica. Ma sta succedendo qualcosa di veramente strano”.

Simile al sistema solare

Se gli astronomi sperano di trovare una gamma più ampia di pianeti come quelli del nostro sistema solare e non solo quelli che orbitano vicino alle loro stelle, allora è fondamentale adottare tecniche non convenzionali.

“Tutti si sono abituati” ad aspettare almeno tre transiti, dice Dragomir. “Forse, come comunità, dovremmo diventare più aperti a quali proprietà siano veramente necessarie – o meno – affinché un nuovo pianeta extrasolare venga dichiarato tale”.

Le composizioni degli esopianeti e delle loro stelle hanno una relazione sorprendente, rivela lo studio

Se le scoperte inizieranno ad accumularsi man mano che algoritmi avanzati individuano più pianeti di lungo periodo nascosti nei dati, allora gli astronomi saranno in grado di eseguire analisi statistiche per avere un’idea migliore di quanto siano comuni le architetture dei sistemi planetari come quello del nostro sistema solare.

"Vorrei sapere quanto sono comuni rispetto ai pianeti più vicini", dice Dragomir. “Per fare questa valutazione abbiamo bisogno del campione più ampio possibile di pianeti con un periodo più lungo”.

La scoperta è riportata in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

• Distribuzione di contenuti basati su SEO e PR. Ricevi amplificazione oggi.
• PlatoData.Network Generativo verticale Ai. Potenzia te stesso. Accedi qui.
• PlatoAiStream. Intelligenza Web3. Conoscenza amplificata. Accedi qui.
• PlatoneESG. Carbonio, Tecnologia pulita, Energia, Ambiente, Solare, Gestione dei rifiuti. Accedi qui.
• Platone Salute. Intelligence sulle biotecnologie e sulle sperimentazioni cliniche. Accedi qui.
• Fonte: https://physicsworld.com/a/treasure-trove-of-gas-giants-on-wide-orbits-could-provide-insight-into-our-own-solar-system/