Sistema planetario trovato intorno alla stella singola più vicina

Lo strumento MAROON-X di Gemini North trova prove della presenza di quattro mini-esopianeti della Terra attorno al nostro famoso vicino cosmico stella di Barnard.

 

 

Utilizzando in parte il telescopio Gemini North, metà dell’Osservatorio Internazionale Gemini, in parte finanziato dalla National Science Foundation degli Stati Uniti e gestito da NSF NOIRLab, gli astronomi hanno scoperto quattro esopianeti sub-Terra in orbita attorno alla Stella di Barnard, il sistema stellare più vicino alla Terra.

Uno dei pianeti è l’esopianeta meno massiccio mai scoperto utilizzando la tecnica della velocità radiale, indicando un nuovo punto di riferimento per la scoperta di pianeti più piccoli attorno a stelle vicine.

Per un secolo, gli astronomi hanno studiato la stella di Barnard nella speranza di trovare pianeti intorno ad essa.

Scoperto per la prima volta da E. E. Barnard all’Osservatorio di Yerkes nel 1916, è il sistema stellare più vicino alla Terra.

La stella di Barnard è classificata come nana rossa, stelle di piccola massa che spesso ospitano sistemi planetari ravvicinati, spesso con più pianeti rocciosi.

Le nane rosse sono estremamente numerose nell’Universo, quindi gli scienziati sono interessati a comprendere gli ambienti dei pianeti che ospitano.

Uno di questi sforzi è stato guidato da Jacob Bean dell’Università di Chicago, il cui team ha creato uno strumento chiamato MAROON-X, progettato specificamente per cercare pianeti lontani attorno a stelle nane rosse. MAROON-X è montato sul telescopio Gemini North, metà dell’Osservatorio Internazionale Gemini, finanziato in parte dalla National Science Foundation degli Stati Uniti e gestito da NSF NOIRLab.

MAROON-X va a caccia di esopianeti utilizzando la tecnica della velocità radiale, il che significa che rileva la sottile oscillazione avanti e indietro di una stella mentre i suoi esopianeti la tirano gravitazionalmente, il che fa sì che la luce emessa dalla stella si sposti leggermente nella lunghezza d’onda.

Il potente strumento misura questi piccoli cambiamenti di luce in modo così preciso da poter persino distinguere il numero e le masse dei pianeti che devono girare intorno alla stella per avere l’effetto osservato.

Dopo aver calibrato e analizzato rigorosamente i dati presi durante 112 notti per un periodo di tre anni, il team ha trovato prove solide di tre esopianeti attorno alla stella di Barnard, due dei quali erano stati precedentemente classificati come candidati.

Il team ha anche combinato i dati di MAROON-X con i dati di uno studio del 2024 condotto con lo strumento ESPRESSO presso il Very Large Telescope dell’European Southern Observatory in Cile per confermare l’esistenza di un quarto pianeta, elevandolo anche da candidato a vero e proprio esopianeta.

“È una scoperta davvero emozionante: la stella di Barnard è la nostra vicina cosmica, eppure ne sappiamo così poco”, afferma Ritvik Basant, dottorando presso l’Università di Chicago e primo autore dell’articolo pubblicato su The Astrophysical Journal Letters. 

“Sta segnalando una svolta con la precisione di questi nuovi strumenti delle generazioni precedenti”.

I pianeti appena scoperti sono molto probabilmente pianeti rocciosi, piuttosto che pianeti gassosi come Giove.

Tuttavia, questo sarà difficile da definire con certezza poiché, a causa dell’angolo con cui li osserviamo dalla Terra, i pianeti non si incrociano davanti alla loro stella, che è il metodo usuale per determinare la composizione di un pianeta.

Ma con le informazioni provenienti da pianeti simili attorno ad altre stelle, il team sarà in grado di fare stime migliori della loro composizione.

Tuttavia, sono stati in grado di escludere con un discreto grado di certezza l’esistenza di altri esopianeti con masse paragonabili alla Terra nella zona abitabile di Barnard, la regione dello spazio attorno a una stella che è giusta per consentire l’acqua liquida sulla superficie di un pianeta in orbita.

La stella di Barnard è stata chiamata la “grande balena bianca” per i cacciatori di pianeti; diverse volte nel corso del secolo scorso, gruppi hanno annunciato prove che suggerivano la presenza di pianeti intorno alla stella di Barnard, solo per essere successivamente smentite.

Ma questi ultimi risultati danno un grado di fiducia molto maggiore rispetto a qualsiasi risultato precedente.

“Abbiamo osservato in diversi momenti della notte in giorni diversi. Sono in Cile; siamo alle Hawaii. I nostri team non si coordinavano affatto tra loro”, afferma Basant. “Questo ci dà molta certezza che non si tratti di fantasmi nei dati”.

I quattro pianeti, ciascuno con una massa pari al 20-30% della massa della Terra, sono così vicini alla loro stella natale che le girano intorno in pochi giorni.

Il quarto pianeta è il pianeta meno massiccio scoperto fino ad oggi utilizzando la tecnica della velocità radiale. Il team spera che questo darà il via a una nuova era di ricerca di sempre più esopianeti sub-Terra nell’Universo.

La maggior parte dei pianeti rocciosi trovati finora sono molto più grandi della Terra e sembrano essere abbastanza simili in tutta la Via Lattea.

Ma ci sono ragioni per pensare che gli esopianeti più piccoli abbiano composizioni più varie.

Man mano che gli scienziati ne trovano di più, possono iniziare a raccogliere maggiori informazioni su come si formano questi pianeti e cosa li rende probabilmente abitabili.

“La National Science Foundation degli Stati Uniti sta collaborando con la comunità astronomica in un’avventura per guardare più in profondità nell’Universo per rilevare pianeti con ambienti che potrebbero assomigliare a quelli della Terra”, afferma Martin Still, direttore del programma NSF per l’Osservatorio Internazionale Gemini. 

“Le scoperte dei pianeti fornite da MAROON-X montato su Gemini North forniscono un passo significativo lungo questo viaggio”.

MAROON-X è ancora uno strumento in visita a Gemini North. Date le sue eccezionali prestazioni e la popolarità tra la comunità degli utenti, è in procinto di essere convertito in uno strumento di struttura permanente.

“Questo risultato dimostra le capacità competitive e all’avanguardia che Gemini offre alla sua comunità di utenti. L’osservatorio è nel bel mezzo del ringiovanimento del suo portafoglio di strumentazione e MAROON-X fa parte della prima ondata di nuovi strumenti, insieme a GHOST su Gemini South e IGRINS-2 su Gemini North”, afferma Andreas Seifahrt, Associate Director of Development per l’International Gemini Observatory, co-autore dell’articolo e membro del team che ha progettato e costruito MAROON-X.

 

 

Immagine: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld