Una delle tecniche più proficue per la scoperta di esopianeti, è nota come metodo dei transiti. Grazie a esso sono stati scovati più di 2000 pianeti nella nostra galassia. Tuttora, analizzando i dati dei telescopi e satelliti usati per la loro ricerca e non più attivi, continuiamo a scoprire ospiti interessanti attorno a stelle di ogni genere.
Tra questi ultimi troviamo TOI-2257 b. Si chiama così il pianeta sub-nettuniano a lungo periodo che ruota attorno all’omonima stella, una nana rossa. È stato identificato per la prima volta da TESS, ma osservato successivamente da altri telescopi a terra. Grazie a questo gioco di squadra, il team di ricerca dell’Università di Bern che ha studiato il sistema planetario, ha potuto ottenere un’ottima stima del raggio e del periodo orbitale del pianeta. Rientrando nella cosiddetta habitable zone (tradotto “zona abitabile”), TOI-2257b diventa un interessante target per il JWST. La caratterizzazione della sua atmosfera da parte del telescopio spaziale potrebbe svelare interessanti dettagli sulle nuvole che avvolgono il pianeta.
La scoperta di TOI-2257b
Le nane rosse sono soggetti particolarmente interessanti per la ricerca di esopianeti con il metodo dei transiti. La luminosità di una stella che rileviamo può diminuire se un esopianeta vi transita di fronte. La piccola dimensione delle nane M aumenta la variazione di questo flusso luminoso della stella, che diventa facilmente osservabile dai nostri telescopi.
Il satellite TESS della NASA ha osservato la stella TOI-2257 per quattro mesi, in quattro diversi settori del cielo. Rielaborando i dati, i ricercatori hanno scoperto due segnali, chiamati curve di luce, dovuti al passaggio di un oggetto di fronte alla nana. Queste curve rappresentano la diminuzione della luminosità della stella. La distanza temporale tra questi due segnali è di 176 giorni. Poiché l’osservazione di TESS non è avvenuta in modo continuo, è possibile che alcuni transiti del pianeta non siano stati registrati perciò il periodo orbitale potrebbe essere diverso. Tra le opzioni rientrano intervalli temporali di 35, 44, 56 e 88 giorni.
Molti telescopi a terra sono stati sviluppati con l’obbiettivo di cercare esopianeti attorno alle nane rosse, classificate come M dwarf. Uno di essi è SAINT-EX (Search And characterIzatioN of Transiting EXoplanets), un osservatorio situato in Messico, che ha osservato il pianeta per ben due volte consecutive, determinando così il giusto periodo orbitale. Sono ben 35 giorni infatti il tempo che TOI-2256b impiega per completare un giro attorno alla sua stella.
Una zona abitabile… eccentrica
Un’altra particolarità che rende le M dwarf obbiettivi intriganti riguarda la posizione della habitable zone. Essa definisce la distanza dalla stella in cui è possibile identificare acqua allo stato liquido. Le stelle nane, essendo fredde, sono caratterizzate da una regione abitabile molto vicina a esse. La ricerca di pianeti in prossimità delle stelle è molto più semplice, seppur complessa, rispetto a quella di mondi situati a grande distanza da esse. Per questo motivo, osservando la nane rosse, è molto più probabile identificare pianeti potenzialmente abitabili.
TOI-2255b rientra in questa zona abitabile, rendendo la caratterizzazione della sua atmosfera un interessante target per il James Webb Space Telescope. La sua temperatura varia tra i -80 °C e i +100 °C, ma c’è una particolarità da non sottovalutare. La sua orbita è molto eccentrica e, sebbene il clima temperato sia favorevole, potrebbe non possedere le condizioni favorevoli per lo sviluppo della vita. Grazie ad una eccentricità pari a 0.4, apparentemente piccola ma tutt’altro che tale, questo esopianeta si aggiudica il titolo di pianeta in transito ad una stella nana più eccentrico mai scoperto finora.
Compagni di viaggio
A caratterizzare un’orbita eccentrica molto spesso è la presenza di un pianeta gigante nel sistema. Per questo è stata studiata, attraverso il metodo dei transiti, la possibile esistenza di un compagno gigante, ma senza alcuna evidenza. Una tecnica altrettanto efficace per la ricerca di altri pianeti in un sistema, soprattutto se massivi e distanti dalla stella centrale come in questo caso, è quella delle velocità radiali. In questa analisi si osserva uno spostamento nelle linee dello spettro della stella, che si muove attorno al baricentro del sistema planetario.
Attraverso questa tecnica è possibile misurare la massa dei pianeti e identificare compagni di viaggio in orbita attorno alla stessa stella. Oltre a questa ulteriore analisi, necessaria anche per definire con chiarezza la densità del pianeta, per cui è necessario conoscere sia massa che raggio, TOI-2257b sarà osservato anche per la sua atmosfera. Esso rientra infatti tra i pochi pianeti candidati alle osservazioni del JWST attraverso la spettroscopia a trasmissione. Questa tecnica è in grado di studiare l’atmosfera superiore dei pianeti, analizzando le variazioni dello spettro della stella attorno a cui essi transitano.
E mentre il James Webb viaggia incessantemente verso la sua destinazione finale, i cacciatori di esopianeti continuano a identificare interessanti obbiettivi per i potenti specchi del telescopio spaziale più grande mai costruito dall’uomo, come l’eccentrico sub-nettuniano TOI-2257b.
L’articolo completo è disponibile qui: TOI-2257b: A highly eccentric long-period sub-Neptunes transiting a nearby M dwarf.
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