Rappresentazione artistica di Kepler-20e, uno dei due pianeti di dimensioni terrestri scoperti dalla sonda Kepler della NASA. Credit: NASA/Ames/JPL-Caltech.
Dicembre 2011 è un mese che entrerà nella storia come la prima volta che l’umanità è stata in grado di rivelare un pianeta delle dimensioni della Terra attorno ad una stella confrontabile con il nostro Sole.
E’ quanto ha affermato François Fressin, ricercatore astronomo presso l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Fressinc e il suo team hanno usato il Kepler planet-hunting spacecraft, la sonda Kepler che va alla ricerca di pianeti per trovare due mondi rocciosi, uno appena un po’ più grande della Terra e l’altro leggermente più piccolo di Venere.
I due pianeti, chiamati Kepler-20e e Kepler-20f sono i più piccoli pianeti trovati finora. Essi hanno un diametro di 11 000 chilometri e 13 190 chilometri rispettivamente, pari a 0.87 e 1.03 volte le dimensioni della Terra. I ricercatori si aspettano che questi mondi abbiano una composizione rocciosa, tanto da poter stimare per essi una massa inferiore a 1.7 e 3 volte rispetto a quella terrestre.
I due mondi fanno parte di un sistema planetario multiplo composto da cinque pianeti orbitanti attorno alla una stella, che si trova a circa 1 000 anni luce di distanza da noi nella Costellazione della Lira.
“E’ possibile puntare in quella regione di spazio e dire che quella è la regione dove ha avuto inizio l’era delle eso-Terre” ha affermato Fressin, aggiungendo che i due mondi rocciosi sono troppo vicini alla loro stella, e quindi troppo caldi, per essere abitabili.
Kepler-20e ha un periodo orbitale di 6.1 giorni ad una distanza di 7.5 milioni di chilometri; Kepler-20f ha un periodo orbitale di 19.6 giorni ad una distanza di 16.5 milioni di chilometri. Grazie alle loro orbite strette, vengono riscaldati fino a temperature di circa 760 °C e 426 °C rispettivamente.
Il sistema solare in cui i pianeti si trovano è abbastanza inusuale dato che pianeti rocciosi e gassosi si alternano nelle loro posizioni anziché essere separati in due gruppi, come nel caso del nostro sistema solare, dopo i pianeti rocciosi (Mercurio, Venere, Terra e Marte) si trovano più vicini al Sole, mentre i pianeti gassosi (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) si trovano più lontani dal Sole formando, in questo modo, due distinte regioni planetarie.
Nel caso del sistema Kepler-20, il primo pianeta è simile a Nettuno, il secondo è un pianeta roccioso, Kepler-20e; il successivo è un mondo ancora una volta simile a Nettuno, seguito da un mondo roccioso, Kepler-20f; infine, un altro pianeta simile al gassoso Nettuno.
“Quindi, un grande, un piccolo, un grande, un piccolo, un grande, che è una sequenza differente da qualsiasi altro sistema solare scoperto finora” ha affermato David Charbonneau dell’Harvard University. “Siamo stati sorpresi di trovare questo sistema di pianeti, molto diverso dal nostro sistema solare”.
Inoltre, tutti i pianeti si trovano entro una regione molto piccola, come se cadessero tutti entro l’orbita del nostro Mercurio. Se teniamo conto che la distanza Terra-Sole è di 1 Unità Astronomica (1UA), Mercurio si trova a circa 0.4 UA. Tutti i pianeti del sistema solare Kepler-20 sono concentrati in una zona molto piccola.
Questo sistema insolito di pianeti rocciosi alternati a pianeti gassosi potrebbe non essere una novità se confrontato con altri sistemi solari, a causa del fatto che il nostro campione di sistemi solari è ancora relativamente limitato.
“Questo è veramente un problema da spiegare alla nostra comunità scientifica” ha affermato Linda Elkins-Tanton, Direttrice del Carnegie Institution for Science’s Department of Terrestrial Magnetism a Washington. Forse il nostro sistema solare potrebbe far parte della minoranza dei tipici sistemi solari se confrontati fra loro.
Prima di questa scoperta il più piccolo pianeta conosciuto orbitante attorno ad una stella simile al Sole è stato Kepler-10b con un raggio di 1.42 volte quello terrestre, e con un volume pari a 2.9 il nostro.
Sia Kepler-20e che Kepler-20f orbitano molto vicini alla loro stella con periodi orbitali di 6.1 e 19.6 giorni, rispettivamente.Si ritiene che abbiano una composizione rocciosa con temperature elevatissime. Ci sono altri tre grandi pianeti gassosi presenti nel sistema solare scoperto da Kepler, conosciuti come Kepler-20b, Kepler-20c e Kepler-20d. Fonte NASA: http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/multimedia/images/kepler-20-planet-lineup.html .
I ricercatori ritengono più plausibile che i pianeti di Kepler-20 non si siano formati nelle loro posizioni attuali. Devono, invece, essersi formati lontano dalla loro stella e poi essere migrati verso l’interno, probabilmente attraverso le interazioni con il disco di materiale da cui tutti i pianeti e la stella si sono formati.
Questo ha permesso al sistema planetario di mantere la loro spaziatura regolare, nonostante le dimensioni dei piaenti si alternino tra grande e piccolo.
“Pensiamo che i pianeti siano migrati verso il Sole perchè non siamo in grado di immaginare una così ricca quantità di corpi tanto vicini alla loro stella, dove è caldo e solo alcuni oggetti si trovano allo stato solido” ha affermato Charbonneau. “Pensiamo anche il luogo di nascita di un mondo simile a Nettuno sia più lontano dalla stella e che poi nel corso del tempo i pianeti siano migrati verso il loro sole. Non saremmo sorpresi nell’osservare più sistemi solari simili a questo man mano che continuerà l’esplorazione”.
Forse ci vorrà del tempo perchè Kepler possa scoprire una terra simile alla nostra. La missione Kepler della NASA identifica oggetti di interesse andando alla ricerca di stelle che diminuiscono la loro luminosità, e questo si manifesta quando un pianeta transita di fronte alla stella. Per confermare il transito di un pianeta, i ricercatori cercano una stella perturbata dall’azione gravitazionale di un’altra stella compagna (che le orbita intorno o che è la stella di riferimento).
Il metodo utilizzato è noto come metodo della velocità radiale. Il segnale della velocità radiale di pianeti con una massa circa due volte quella terrestre è troppo debole per poter essere rivelato con le attuali tecnologie. Pertanto, tecniche differenti devono essere utilizzate per confermare o meno se l’oggetto trovato è effettivamente un pianeta.
Una varietà di situazioni differenti potrebbe imitare l’oscuramento di un pianeta in transito. Per esempio, una stella binaria ad eclisse, un sistema dove la luce di una stella viene nascosta dalla stella compagna quando le transita davanti o dietro, provocando una variazione di luminosità. Per escludere queste situazioni, la squadra di Kepler ha simulato milioni di possibili scenari grazie a Blender, un software personalizzato, sviluppato da Fressin e Willie Torrer del CfA. I ricercatori hanno concluso che è molto più probabile che Kepler-20e e Kepler-20f siano pianeti piuttosto che stelle.
Fressin e Torres hanno, inoltre, utilizzato Blender per confermare l’esistenza di Kepler-22b, un pianeta nella zona abitabile della sua stella che è stato annunciato dalla NASA il mese scorso, un mondo più grande della nostra Terra.
“Questi nuovi pianeti sono notevolmente più piccoli rispetto a qualsiasi altro pianeta scoperto fino ad oggi che orbita attorno ad una stella simile al nostro Sole” ha concluso Fressin.
Fonte Universe Today: http://www.universetoday.com/91989/first-earth-sized-exoplanets-found-by-kepler/
Informazioni ulteriori su National Geographic: http://news.nationalgeographic.com/news/2011/12/111220-new-earth-size-planets-nasa-kepler-alien-space-science/
Articolo disponibile su Nature: Two Earth-sized planets orbiting Kepler-20 – Fressin et al., Nature, 2011, doi:10.1038/nature10780, pubblicato online il 20 dicembre 2011 su: http://www.nature.com/nature/journal/vnfv/ncurrent/full/nature10780.html
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) Press Release: http://www.cfa.harvard.edu/news/2011/pr201134.html
NASA- NASA Discovers First Earth Earth-sizw Planets Beyond Our Solar System: http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/kepler-20-system.html .
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