I dati d'archivio di K2 rivelano un candidato pianeta di dimensioni terrestri con un anno di 355 giorni

I dati d'archivio di K2 rivelano un candidato pianeta di dimensioni terrestri con un anno di 355 giorni

Negli vasti archivi digitalizzati delle missioni spaziali dismesse, gli astronomi continuano a trovare gemme nascoste sfuggite alle indagini iniziali. Un team di ricercatori, guidato da Alexander Venner della University of Southern Queensland, ha annunciato la scoperta di un nuovo promettente candidato esopianeta in orbita attorno alla luminosa stella nana K denominata HD 137010. Il candidato, designato come HD 137010 b, è stato identificato attraverso un singolo evento di transito della durata di dieci ore catturato durante la missione K2 nel 2017. Ciò che rende questa scoperta particolarmente significativa è la sua straordinaria somiglianza con il nostro mondo: il pianeta ha dimensioni quasi identiche a quelle della Terra e segue un'orbita che rispecchia un anno di tipo terrestre.

La scoperta, dettagliata in un articolo che ha coinvolto ricercatori della University of Southern Queensland, dell'Harvard & Smithsonian e del NASA Ames Research Center, evidenzia il valore duraturo della missione secondaria del Telescopio Spaziale Kepler, K2. Mentre la missione Kepler originale ha trascorso quattro anni a osservare una singola porzione di cielo per trovare pianeti simili alla Terra, la missione K2 è stata costretta a osservare diversi campi lungo il piano dell'eclittica per periodi più brevi di circa 80 giorni. Questo arco temporale limitato tipicamente impedisce il rilevamento di pianeti a lungo periodo, che richiedono transiti multipli per confermarne le orbite. Tuttavia, analizzando meticolosamente i dati alla ricerca di singoli eventi di transito, il team di ricerca ha spostato i confini di ciò che i dati d'archivio possono rivelare.

La scoperta di HD 137010 b

L'identificazione di HD 137010 b è iniziata con l'ispezione visiva delle curve di luce della Campaign 15 di K2. Hans Martin Schwengeler, un "citizen scientist" che collabora con il progetto Planet Hunters, ha segnalato per primo la singola anomalia simile a un transito. L'evento, durato circa 10 ore, ha mostrato un lieve calo della luminosità della stella di sole 225 parti per milione (ppm). Un segnale così sottile è notoriamente difficile da rilevare; tuttavia, poiché HD 137010 è una stella di decima magnitudine relativamente luminosa, la precisione fotometrica ottenuta è stata eccezionalmente alta, raggiungendo un livello di 8,5 ppm, vicino al limite teorico degli strumenti del veicolo spaziale.

Per convalidare la scoperta, il team — tra cui Chelsea X. Huang e Shishir Dholakia — ha eseguito un'analisi rigorosa per escludere i "falsi positivi", come binarie a eclisse di fondo o anomalie strumentali. Incrociando la fotometria di K2 con immagini storiche, dati d'archivio sulla velocità radiale e astrometria, i ricercatori hanno concluso che il segnale era di natura astrofisica e si era verificato sulla stella bersaglio. "La nostra analisi indica chiaramente che l'evento era astrofisico, è avvenuto sul target e può essere spiegato al meglio come un candidato pianeta in transito", hanno osservato gli autori nel loro rapporto.

Definire un candidato da transito singolo

Il metodo del transito si basa sul passaggio di un pianeta tra la sua stella ospite e l'osservatore, causando un calo temporaneo della luminosità apparente della stella. Sebbene i sistemi automatizzati siano eccellenti nel trovare pianeti con periodi orbitali brevi che transitano molte volte, spesso trascurano i singoli eventi. I rilevamenti di transiti singoli sono tecnicamente impegnativi perché non forniscono un periodo orbitale immediato. Al contrario, i ricercatori devono stimare il periodo in base alla durata del transito e alle proprietà note della stella ospite.

Nel caso di HD 137010 b, la durata del transito di 10 ore ha fornito un indizio vitale. Date le dimensioni e la massa della nana K ospite, un transito di questa lunghezza implica un'orbita ampia. Se l'orbita è circolare, il team stima un periodo orbitale di circa 355 giorni — straordinariamente vicino a un anno terrestre. Ciò rende HD 137010 b un raro esempio di pianeta a lungo periodo rilevato tramite un singolo evento, un'impresa raramente raggiunta per candidati di dimensioni terrestri in orbita attorno a stelle simili al Sole.

Profilo fisico: un vicino di dimensioni terrestri

Le caratteristiche fisiche di HD 137010 b lo collocano in un'esclusiva categoria di esopianeti di "dimensioni terrestri". Il team di ricerca ha calcolato un raggio pari a 1,06 volte quello della Terra, rendendolo quasi un gemello del nostro pianeta in termini di scala. La sua stella ospite, HD 137010, è una nana K, leggermente più piccola, più fredda e più longeva del nostro Sole. Questo tipo di stella è sempre più visto come un ospite ideale per mondi potenzialmente abitabili, poiché fornisce un ambiente di radiazioni più stabile nel corso di miliardi di anni.

La distanza orbitale stimata per il candidato è di circa 0,88 Unità Astronomiche (UA), ponendolo a una distanza dalla sua stella paragonabile alla separazione Terra-Sole. Poiché la stella ospite è meno luminosa del Sole, questa distanza si traduce in un ambiente molto più freddo rispetto a quello terrestre. La scoperta rappresenta una pietra miliare significativa, poiché la maggior parte dei pianeti di dimensioni terrestri trovati da missioni attuali come TESS orbitano attorno a stelle nane M molto più piccole o hanno periodi orbitali estremamente brevi e roventi.

Stime di abitabilità e temperatura

La temperatura è un fattore critico per determinare l'abitabilità di un mondo. In base alla sua orbita proiettata, HD 137010 b riceve un flusso stellare incidente di circa 0,29 volte quello della Terra. Questo colloca il pianeta vicino al bordo esterno della zona abitabile della stella — la regione in cui l'acqua liquida potrebbe teoricamente esistere sulla superficie planetaria. A seconda della sua composizione atmosferica, HD 137010 b potrebbe essere una Terra "fredda" o forse più simile a una versione temperata di Marte.

Sebbene i ricercatori avvertano che l'esatto periodo orbitale rimane un valore "proiettato" a causa della natura di singolo transito dei dati, le proprietà del candidato sono comunque interessanti. Anche se si trovasse al limite gelido della zona abitabile, rimane uno dei pochi candidati di dimensioni terrestri in orbita attorno a una stella simile al Sole (FGK) che non sia una "Terra calda". La presenza di un tale mondo suggerisce che i dati della missione K2 contengano ancora un potenziale inespresso per l'identificazione di ambienti terrestri temperati.

L'importanza di stelle ospiti luminose

Uno dei più eccitanti aspetti di HD 137010 b è la luminosità della sua stella ospite. Con una magnitudine V di 10,1, HD 137010 è significativamente più luminosa delle stelle distanti osservate dalla missione Kepler originale. La luminosità è la "valuta" per il follow-up esoplanetario; consente misurazioni ad alta precisione della velocità radiale per determinare la massa del pianeta e permette la futura caratterizzazione atmosferica tramite spettroscopia.

Steve B. Howell del NASA Ames Research Center e altri coautori sottolineano che questo è il primo candidato pianeta di dimensioni terrestri con un periodo orbitale simile a quello della Terra che transita davanti a una stella abbastanza luminosa per un follow-up sostanziale. La maggior parte delle precedenti scoperte di Kepler di questo tipo riguarda stelle troppo deboli perché i telescopi attuali possano "pesare" i pianeti o sondarne l'atmosfera. HD 137010 b, tuttavia, offre un obiettivo raggiungibile per la prossima generazione di strumenti astronomici.

L'eredità di K2 e le direzioni future

La scoperta di HD 137010 b testimonia l'eredità del Telescopio Spaziale Kepler. Anche anni dopo la fine della sua missione, i suoi dati rimangono una miniera d'oro per le scoperte se abbinati a moderne tecniche analitiche e alla dedizione dei citizen scientist. Colmando il divario tra le scoperte a breve periodo di TESS e l'osservazione profonda della missione Kepler originale, K2 ha fornito una finestra unica sulla popolazione di pianeti terrestri a lungo periodo.

Guardando al futuro, il team di ricerca suggerisce che missioni future come PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars), il cui lancio è previsto per il 2026, saranno specificamente progettate per trovare altri mondi come HD 137010 b. Fino ad allora, HD 137010 b rimane un candidato ad alta priorità per gli osservatori terrestri. Confermare il suo periodo di 355 giorni e misurarne la massa saranno i prossimi passi per capire se questo mondo lontano sia davvero un gemello della Terra o un relitto ghiacciato nelle regioni esterne del suo sistema solare.