Tre pianeti vanno in fumo dopo ulteriori indagini (e un quarto potrebbe seguirne presto)

I tre “pianeti” sono stati scoperti dal telescopio spaziale Kepler, ma ora – anni dopo – risultano essere del tutto privi di pianeti.

Invece, sono piccole stelle, scrivono i ricercatori questa settimana Il giornale astronomico† Nel foglio indicano anche un quarto pianeta che potrebbe non essere affatto un pianeta.

Nuove misure
I ricercatori basano la loro conclusione su nuove misurazioni delle dimensioni di alcuni presunti pianeti. Queste misurazioni indicano che tre dei quattro pianeti sono troppo grandi per essere classificati come pianeti e dovrebbero invece essere etichettati come piccole stelle. Il quarto esemplare si trova al confine tra pianeta e stella in termini di massa e per ora beneficia del dubbio. Ma è del tutto possibile che in futuro perda anche il suo status di pianeta.

Oggetti sospetti
“La maggior parte degli esopianeti ha all’incirca le dimensioni di Giove o molto più piccoli”, afferma il ricercatore Prajwal Niraula. “Il doppio di Giove è già sospetta.” Se un oggetto è molto più grande di quello, nella maggior parte dei casi non può essere un pianeta. Ed è ciò che i ricercatori hanno ora stabilito per tre oggetti. Concretamente, siamo quindi tre esopianeti più poveri: Kepler-854b, Kepler-840b e Kepler-699b andranno comunque in fumo come un pianeta. E poi rinasce dalle sue ceneri come una piccola stella.

Kepler-747b mantiene il timbro “pianeta”, ma ottiene il timbro “sospetto”. Nuove misurazioni indicano che questo pianeta è circa 1,8 volte più grande del nostro Giove. Questo gli permette di competere con i pianeti più grandi la cui esistenza è ormai definitivamente stabilita. Quindi non è impossibile che Kepler-747b sia in realtà un pianeta, ma non è nemmeno ovvio, data la grande distanza dalla stella madre. Allo stesso prezzo, è solo una piccola stella. Ma non è difficile farlo in questo momento.

Maree
Curiosamente, gli astronomi ora rimuovendo tre pianeti Kepler dal loro status planetario non erano lì per cercare falsi positivi nel ricco database del telescopio spaziale Kepler. Invece, stavano effettivamente cercando sistemi che mostrassero chiari segni di deformazione delle maree. “Se hai due oggetti vicini tra loro, l’attrazione gravitazionale di uno farà sì che l’altro diventi ovoidale o ellissoidale”, spiega Niraula. Ad esempio, una stella madre può usare la sua attrazione gravitazionale per dare a un pianeta vicino le proporzioni di un pallone da rugby. E il grado di deformazione può dire di più sulla massa del pianeta e su quella della stella madre.

Tuttavia, alla ricerca di pianeti distorti nel database di Kepler, gli scienziati si sono imbattuti in qualcosa di strano nel sistema Kepler-854b. “Improvvisamente abbiamo avuto un sistema in cui abbiamo visto un enorme segnale ellissoidale e abbiamo subito capito che non poteva provenire da un pianeta”, ha detto il ricercatore Avi Shporer. “Così abbiamo pensato: questo non è giusto”.

Ingrandire
I ricercatori hanno quindi deciso di ingrandire più da vicino sia la stella che il presunto pianeta. Keplero aveva dedotto l’esistenza di questo presunto pianeta nel 2016 – come sempre – dai cali di luminosità della stella madre (vedi riquadro).

Il telescopio spaziale Kepler ha rilevato i pianeti utilizzando il metodo del transito. Il telescopio osservò a lungo le stelle, sperando di vederne diminuire la luminosità con una certa regolarità. Tale costante diminuzione o diminuzione della luminosità della luce stellare può indicare la presenza di un pianeta, che – mentre orbita attorno alla stella – occasionalmente si interpone tra Keplero e la stella madre, creando una (piccola) porzione di luce stellare.

Tuttavia, il calo della luce stellare non può semplicemente rivelare un pianeta in orbita attorno a una stella. Potrebbe anche fornire ulteriori informazioni sulle dimensioni di questo pianeta. Ad esempio, la velocità con cui la luminosità della stella diminuisce dice di più su come le dimensioni del pianeta si confrontano con le dimensioni della sua stella madre. E quindi se sai quanto è grande la stella, puoi anche vedere quanto dovrebbe essere grande il pianeta dal grado in cui la luminosità di quella stella diminuisce. Nel 2016, i ricercatori hanno stimato le dimensioni di Kepler-854b sulla base del calo osservato e una stima delle dimensioni della stella madre. E hanno stabilito che l’oggetto doveva essere un pianeta.

Gaia
Ma ora sono passati più di 5 anni e i ricercatori sono in grado di determinare molto meglio le dimensioni di una stella, e quindi anche le dimensioni del pianeta che le orbita attorno. Tutto grazie a Gaia, un osservatorio che dal 2013 mappa le proprietà di milioni di stelle nella Via Lattea. A partire dal 2016, Gaia non aveva ancora raccolto dati su Kepler-854 e, sulla base delle informazioni disponibili, i ricercatori hanno stimato le dimensioni di Kepler-854 e poi Kepler-854b. Ma ora siamo nel 2022 e, grazie a Gaia, i ricercatori hanno misurazioni molto più precise di Kepler-854. E ora i ricercatori li hanno catturati. E questo ha implicazioni di vasta portata per Kepler-854b. Sulla base delle nuove misurazioni stellari, il presunto pianeta non deve essere inferiore a tre volte le dimensioni di Giove. “È impossibile per l’universo creare un pianeta di queste dimensioni”, ha detto Shporer. “Semplicemente non esiste.”

pianeti impossibili
Shporer è molto chiaro sopra: un pianeta tre volte più grande di Giove non esiste. Non ci sono davvero pianeti conosciuti più grandi? Lo abbiamo verificato e ci siamo imbattuti rapidamente in HD 100546b, che prende la torta con una dimensione stimata di circa 7 volte il raggio di Giove. Come spiegare l’esistenza di questo enorme pianeta? Abbiamo chiesto a Shorer. “Possiamo determinare la dimensione (raggio) dei pianeti in due modi”, spiega per primo. “Attraverso prove empiriche e comprensione teorica. L’evidenza empirica include, ad esempio, le centinaia di pianeti che abbiamo visto passare oltre le loro stelle e le cui masse siamo stati in grado di misurare direttamente. Il concetto teorico, d’altra parte, è una comprensione dei processi fisici che determinano il raggio del pianeta, come la gravità che causa il restringimento del pianeta e la pressione che le particelle del pianeta esercitano l’una sull’altra e provocano il restringimento del pianeta. pianeta. . Sulla base di quest’ultimo, sappiamo che i pianeti possono raggiungere al massimo il doppio del raggio di Giove. Potrebbero esserci delle strane eccezioni: pianeti che diventano più grandi, ad esempio perché sono molto giovani e quindi in realtà sono ancora nel loro processo di nascita e quindi ancora raccolgono gas e si contraggono. Ma questi pianeti non sono solo molto rari, sono anche molto difficili da misurare con precisione. Ovunque sia difficile da misurare si trova il pianeta HD 100546b, di cui parlavamo poco fa e che sarebbe quindi quasi sette volte più grande di Giove. “È un pianeta che è stato osservato direttamente, quindi il raggio è stato stimato utilizzando modelli teorici, in particolare osservando la luminosità del pianeta. Pertanto, non sono state effettuate misurazioni dirette. Il margine di errore è quindi ampio; quasi 3 volte il raggio di Giove. Inoltre, si sospetta che il raggio stimato sia formato sia dal pianeta stesso che dal disco di gas che si sta ancora accumulando. Questo rende ancora più difficile stimare il raggio di HD 100546b. Quindi il pianeta potrebbe essere un’eccezione che conferma la regola, ma potrebbe anche essere molto più piccolo di quanto si pensi attualmente.

Qualche altro pianeta smascherato
Lo smascheramento di Kepler-854b ha naturalmente sollevato la questione se ci fossero altri falsi positivi in ​​​​appezzamento nei dati di Kepler. I ricercatori hanno esaminato più da vicino altri 2.000 pianeti scoperti da Kepler. Utilizzando i dati di Gaia, hanno determinato le dimensioni di ciascuno di questi pianeti, sulla base di misurazioni molto più precise della loro stella madre. E così sono stati trovati alcuni altri pianeti di dimensioni così sottovalutate da non poter essere pianeti. “Ora abbiamo tre oggetti che non sono pianeti e il quarto probabilmente non è un pianeta”, ha concluso Niraula.

Miglior comprensione
Secondo i ricercatori, è improbabile che molti altri pianeti moriranno allo stesso modo in futuro. Sottolineano che le correzioni provengono da una migliore comprensione delle stelle madri. Questa comprensione è in costante miglioramento, ma con Gaia è stato fatto un grande passo avanti. Ciò non significa che ora sappiamo tutto, ma significa che le correzioni future saranno probabilmente molto più piccole e non porteranno direttamente al collasso del pianeta.

Che ora dobbiamo dire addio a certi pianeti può sembrare amaro. Ma dobbiamo vederla diversamente, dice Shporer. “In effetti, il nostro studio rende più completo l’attuale elenco di pianeti. Le persone fanno affidamento su questo elenco quando studiano la popolazione del pianeta nel suo insieme. Se tale elenco contiene intrusi, i risultati potrebbero non essere corretti. È quindi importante che l’elenco sia corretto.