Toi-1338b: il primo “Tatooine” per Tess


Si chiama Toi-1338b, ed è il primo pianeta extrasolare in orbita a due soli scoperto dal Transiting Exoplanet Survey Satellite della Nasa. Tra gli autori dell’articolo che riporta i dettagli del nuovo sistema planetario, in pubblicazione sulla rivista Earth and Planetary Astrophysics, c’è anche un astrofilo catanese, Giuseppe Pappa: è stato lui a identificare la binaria a eclisse attorno alla quale orbita il pianeta.


Tess, il cacciatore di esopianeti targato Nasa, non smette di stupirci. Al suo già corposo bottino di esopianeti scovati – a oggi 45 confermati su 1799 candidati – se n’è aggiunto infatti un altro. Il suo nome è Toi-1338b. Un mondo diverso da tutti gli altri scoperti finora dalla missione. Il motivo lo si legge nel titolo del preprint che riporta i dettagli della scoperta, pubblicato pochi giorni fa sulla piattaforma on line arxiv.org: è il primo pianeta circumbinario scovato da Tess, ovvero il primo mondo con due soli. Il suo primo Tatooine, per gli amanti della saga Guerre Stellari.

Toi-1338b, l’unico mondo conosciuto nel nuovo sistema solare, è circa 7 volte più grande della Terra – a metà strada, dunque, fra Nettuno e Saturno – e dista da noi 1.300 anni luce, in direzione della costellazione del Pittore. La sua orbita è quasi circolare (l’eccentricità è 0,09), e viene percorsa attorno alle sue due stelle completando un giro ogni 95 giorni. I due soli, che si orbitano a vicenda ogni 15 giorni, sono Toi-1338A, una stella simile per dimensioni alla nostra (1.1 masse solari), e Toi- 1338B (con la lettera maiuscola, per distinguerla dal pianeta), una piccola e fredda nana rossa, con una massa che è invece un terzo di quella del Sole. Insieme formano una binaria ad eclisse, il 1338esimo object of interest identificato da Tess – da cui il nome del sistema, Toi-1338.

La scoperta del nuovo sistema solare è stata in realtà annunciata lunedì 6 gennaio scorso, insieme a quella del sistema planetario triplo Toi-700, durante il 235mo meeting dell’American astronomical society (Aas) che si è svolto a Honolulu. L’articolo definitivo che ne riporta i dettagli è ora in attesa di pubblicazione sulla rivista Earth and Planetary Astrophysics.

A trovare le tracce del pianeta, durante uno stage estivo presso il Goddard Space Flight Center della Nasa, è stato Wolf Cukier, un diciassettenne all’ultimo anno di liceo. Il suo compito era quello di ricercare eventuali transiti di esopianeti nelle curve di luce che i cittadini scienziati del progetto Tess Planet Hunter avevano contrassegnato come prodotte da binarie ad eclisse – sistemi con due soli che si orbitano a vicenda eclissandosi. Pochi giorni dopo l’inizio del suo tirocinio, nella curva di luce del 1338esimo object of interest osservato da Tess il giovane scienziato nota qualcosa di strano: insieme a cali di luminosità regolari che si verificavano ogni 15 giorni, ascrivibili al transito di ciascuna stella del sistema binario sul disco dell’altra, osserva dei cali di luminosità anomali, irregolari. Un segnale che si ripeteva all’incirca ogni 95 giorni. «All’inizio ho pensato si trattasse di un’eclissi stellare, ma i tempi erano sbagliati», ricorda lo studente nel comunicato della Nasa del 7 gennaio scorso, il giorno dopo l’annuncio al meeting Aas.

llustrazione artistica che mostra il transito di Toi-1338b davanti alle sue stelle. In basso, una curva di luce simulata che mostra come il segnale del transito del pianeta assomigli a quello dovuto all’eclissi della stella più grande, Toi-1338A, da parte della compagna più piccola, Toi-1338B.

«Questi sono i tipi di segnali che gli algoritmi hanno difficoltà a rilevare», sottolinea Veselin Kostov, ricercatore presso il Seti e il Goddard Space Flight Center, nonché primo autore dello studio. «L’occhio umano è estremamente bravo a trovare schemi nei dati, in particolare schemi non periodici come quelli che vediamo nei transiti da questi sistemi». Questo spiega perché il giovane scienziato ha dovuto esaminare visivamente ogni potenziale transito.

E se al diciassettenne americano si deve l’aver individuato il transito di Toi-1338b nella curva di luce di Toi-1338, chi quest’oggetto l’ha contrassegnato come binaria a eclisse sulla piattaforma del progetto Tess planet Hunters è stato, invece, un citizen scientist italiano: l’astrofilo catanese Giuseppe Pappa, anche lui nella rosa degli autori dell’articolo.

“La classica curva di luce di questi oggetti celesti è costituita da due picchi. Due cali di luminosità, uno maggiore e uno minore, dovuti al transito della stella primaria sul disco della stella secondaria, e viceversa”, spiega Pappa. “Osservando il subject 31326051 – come si chiama la curva di luce che ho analizzato – mi sono subito reso conto che si trattava proprio di una eclipsing binary, e l’ho segnalata come tale. È così che ho dato il mio piccolo contributo alla scienza. Quando ho ricevuto l’e-mail della Nasa con la notizia che attorno alla binaria che avevo scoperto fosse stato rilevato un pianeta, non ci credevo. È stata una sorpresa incredibile, oltre che una bella soddisfazione”.

Dopo aver identificato Toi-1338 b, il team di ricerca ha utilizzato un software chiamato eleanor – intitolato a Eleanor Arroway, il personaggio centrale nel romanzo di Carl Sagan “Contact” – per confermare che i transiti fossero reali e non il risultato di artefatti strumentali.

“In tutte le sue immagini, Tess sta monitorando milioni di stelle”, dice Adina Feinstein, ricercatrice all’Università di Chicago e co-firmataria della pubblicazione. “Ecco perché il nostro team ha creato eleanor. È un modo accessibile per scaricare, analizzare e visualizzare i dati di transito. Lo abbiamo progettato pensando ai pianeti, ma altri membri della comunità lo usano per studiare stelle, asteroidi e persino galassie”.

I ricercatori hanno infine utilizzato i dati di archivio di Toi-1338 ottenuti con il metodo delle delle velocità radiali per analizzare il sistema e confermare il pianeta. Tess, durante la sua missione, osserverà ancora centinaia di migliaia di binarie a eclisse alla ricerca di altri mondi simili a Toi-1338b.

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