Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA potrebbe aver scoperto il suo primo pianeta fluttuante, o “orfano”. È un pianeta che vaga per il cosmo senza una stella, tutto solo.
La potenziale scoperta dimostra che TESS può utilizzare un fenomeno suggerito per la prima volta da Albert Einstein oltre 100 anni fa per individuare questi cosiddetti pianeti canaglia.
Nonostante il fatto che abbiamo più familiarità con i pianeti che orbitano attorno a una stella madre (o stelle) dopo aver scoperto oltre 5.000 esopianeti che esistono in tale disposizione, si stima che la Via Lattea sia popolata da un numero enorme di pianeti canaglia fluttuanti. , pure.
In effetti, la nostra galassia può contenere fino a un quadrilione (10 seguiti da 14 zeri) di pianeti canaglia che sono stati espulsi dai loro sistemi natali a causa delle interazioni gravitazionali con altri pianeti o stelle di passaggio. Ciò significa che questi mondi fluttuanti potrebbero superare di gran lunga il numero di stelle presenti nella Via Lattea. Pertanto, il potenziale rilevamento di un tale orfano cosmico da parte di TESS, lanciato nel 2018, è un grosso problema.
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“Abbiamo scoperto il primo segnale nei dati TESS che è coerente con ciò che ci si aspetterebbe dal microlensing di un pianeta fluttuante”, ha affermato la co-leader del team Michelle Kunimoto, una ricercatrice. ha detto a Space.com un ricercatore post-dottorato specializzato nel rilevamento di esopianeti presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT).
“Questo è stato solo il primo settore che abbiamo esaminato dei 75 osservati da TESS, ciascun settore corrisponde a circa 27 giorni di osservazioni TESS”, ha continuato Kunimoto. “Trovare qualcosa così presto è stato sorprendente, ma davvero emozionante.”
Se questo segnale dovesse effettivamente indicare un esopianeta canaglia, dice il team a Space.com, sarebbe probabilmente un pianeta con una massa alcune volte superiore a quella della Terra a una distanza non inferiore a 6.500 anni luce.
Un piccolo aiuto da parte di Einstein per la “caccia ai ladri”.
La maggior parte degli esopianeti rilevati finora sono stati individuati grazie all’effetto che hanno sulla loro stella madre. Potrebbe trattarsi di una “oscillazione” nel movimento della stella causata dalla piccola attrazione gravitazionale di un pianeta in orbita, o da una caduta di luce che si verifica quando un pianeta in orbita attraversa, o “transita”, la faccia della sua stella.
Senza una stella madre, tuttavia, nessuno di questi metodi è applicabile. Questo è ciò che rende così difficile individuare i pianeti canaglia.
“I pianeti canaglia sono oscuri, come ci si potrebbe aspettare, e non orbitano attorno ad alcuna stella, il che significa che le solite tecniche per rilevare gli esopianeti non funzionano davvero”, ha detto Kunimoto.
Fortunatamente, la teoria della gravità di Einstein del 1915, meglio conosciuta come relatività generale, prevede un fenomeno che può essere utilizzato per individuare questi esopianeti fluttuanti.
Einstein suggerisce che gli oggetti dotati di massa curvano il tessuto stesso dello spazio e del tempo, o spaziotempo, con la gravità derivante da questa curvatura. Quando la luce attraversa uno di questi punti curvi nello spaziotempo, il suo percorso viene deviato. Ciò significa che la luce proveniente da una sorgente di fondo, ad esempio una stella o una galassia, può prendere percorsi diversi attorno all’oggetto “lente” intermedio, arrivando così alla visione di un osservatore in momenti diversi.
Questo fenomeno è chiamato “lente gravitazionale” e fa sì che la posizione della sorgente di sfondo si sposti dalla prospettiva dell’osservatore o appaia in più punti nella stessa immagine.
I pianeti canaglia hanno una massa molto piccola, quindi l’effetto di lente è debole e quindi chiamato “microlensing”. Tuttavia, può causare uno schiarimento di una sorgente di fondo visibile agli astronomi, indicando la presenza di un pianeta canaglia.
“Il microlente è l’opzione migliore – e in genere unica – per trovare questi oggetti scuri e isolati poiché si basa solo sulla massa di un pianeta attraverso il suo campo gravitazionale”, ha detto Kunimoto.
Dimentica la “T” di TESS
Come suggerisce la “T” di transito in TESS, questo telescopio spaziale potrebbe non sembrare subito lo strumento giusto per dare la caccia ai pianeti canaglia.
“TESS è progettato per cercare pianeti strettamente legati alle loro stelle ospiti cercando i transiti”, ha spiegato Kunimoto. “I transiti sono gli ‘oscuramenti’ della stella causati da un pianeta che le passa davanti, come quello che potresti aver visto nella recente eclissi.”
Tuttavia, come accennato in precedenza, la lente gravitazionale può anche far sì che una stella sullo sfondo si illumini quando un oggetto lente passa tra quella stella e la Terra. Kunimoto ha spiegato che, poiché TESS è sensibile ai piccoli cambiamenti nella luce di una stella, può anche rilevare questi episodi di schiarimento, una caratteristica distintiva del microlensing causato da anomalie planetarie fluttuanti.
Ma, dato questo, potresti chiederti: perché questo è il primo potenziale esopianeta canaglia tra gli altri 6.000 circa candidati esopianeti (400 dei quali circa confermati) che TESS ha individuato dal 2018?
Ebbene, a quanto pare nessuno fino ad ora ha davvero guardato.
“TESS è sorprendentemente adatto per trovare pianeti canaglia attraverso il microlensing, ma si scopre che questo tipo di segnali non erano stati esplorati in precedenza nei dati TESS”, ha sottolineato Kunimoto. “Il nostro approccio di ricerca di pianeti non legati con la microlente e il risultante candidato alla microlente planetaria TESS sono stati entrambi i primi per TESS.
“Poiché i dati TESS non erano stati utilizzati prima per cercare eventi di microlente di breve durata, le ricerche passate sugli esopianeti non sarebbero state sensibili nel vedere questi segnali”.
Sfortunatamente, però, come per molti altri candidati esopianeti rilevati, questa scoperta deve ancora essere confermata.
“È importante dire che al momento non possiamo confermare che si tratti di un pianeta”, ha detto Kunimoto. “Il fatto che gli eventi di microlente non si ripetano significa che è difficile discernere la natura di un segnale particolare. Quindi, siamo cauti riguardo all’origine di questo evento, definendolo un pianeta canaglia ‘candidato’ perché è coerente con il segnale che hai ricevuto”. che ci si aspetterebbe da un mondo del genere.”
Ha aggiunto che, man mano che il team esplorerà più dati TESS ed eseguirà osservazioni di follow-up, la verità sul segnale diventerà lentamente più chiara.
Tuttavia, la natura provvisoria di questi risultati non ha certamente attenuato l’entusiasmo del team o il loro entusiasmo.
“Sicuramente un dieci su dieci di entusiasmo da parte mia”, ha detto a Space.com William DeRocco, co-leader del team e ricercatore presso l’Università della California a Santa Cruz. “Sono abituato a cercare la materia oscura, dove le probabilità di vedere effettivamente qualcosa sono estremamente basse, quindi il potenziale di scoprire qualcosa come un mondo canaglia alla deriva nell’oscurità dello spazio interstellare è semplicemente incredibile.”
Gli autori di questa ricerca ritengono che il futuro sia luminoso per quanto riguarda la prospettiva che TESS scopra altri pianeti canaglia.
“Questa è una prova di principio che TESS può trovare questo tipo di segnali, e ora tocca a noi iniziare a immergerci in profondità per trovarne di più e capire cosa potrebbero significare”, ha concluso Kunimoto. “Abbiamo cercato in meno dell’1% dei segnali Dati TESS; con il 99% da percorrere, abbiamo molte nuove opportunità per scoperte entusiasmanti lungo il percorso!
La ricerca del team è stata presentata per la pubblicazione sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society. Attualmente è presentato come documento di pre-peer review sul sito di repository arXiv.
