Le "nane rosse" sono piccole stelle e quindi molto più fredde del nostro Sole. Intorno a stelle come queste, l'acqua liquida è possibile su pianeti molto più vicini alla stella che nel nostro sistema solare. La distanza tra un esopianeta e la sua stella è un fattore cruciale nella sua rilevazione: più un pianeta è vicino alla sua stella ospite, maggiore è la probabilità che possa essere rilevato.
In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, i ricercatori guidati dalla dottoressa Nicole Schanche del Center for Space and Habitability CSH dell'Università di Berna, riportano la scoperta dell'esopianeta TOI-2257 b in orbita attorno a una vicina nana rossa. Nicole Schanche è anche membro del National Center of Competence in Research PlanetS, che l'Università di Berna gestisce insieme all'Università di Ginevra.
Gli esopianeti che sono molto lontani dal nostro sistema solare non possono essere osservati direttamente con un telescopio, sono troppo piccoli e riflettono troppa poca luce. Tuttavia, un modo per rilevare tali pianeti è il metodo di transito. Ciò comporta l'uso di telescopi per cercare cali nella luminosità della stella che si verificano quando i pianeti passano davanti alla stella. Le ripetute osservazioni dei cali di luminosità della stella forniscono misurazioni precise del periodo orbitale del pianeta intorno alla stella e la profondità del transito consente ai ricercatori di determinare il diametro del pianeta. Se combinato con le stime della massa dei pianeti con altri metodi, come l'utilizzo di misurazioni della velocità radiale, è possibile calcolare la densità del pianeta.
Il pianeta TOI-2257 b è stato inizialmente identificato dai dati del telescopio spaziale Transiting Exoplanet Survey Satellite TESS della NASA. La piccola stella è stata osservata per un totale di quattro mesi, ma i divari tra le osservazioni hanno fatto sì che non fosse chiaro se la diminuzione della luminosità potesse essere spiegata dal transito di un pianeta con un'orbita di 176, 88, 59, 44 o 35 giorni.
L'osservazione della stella con il Las Cumbres Observatory Global Telescope ha successivamente escluso la possibilità che un pianeta con un periodo orbitale di 59 giorni stesse causando il calo di luminosità. "Successivamente, volevamo scoprire se il periodo orbitale di 35 giorni potesse essere possibile", ha spiegato Nicole Schanche.
Il telescopio SAINT-EX con sede in Messico, gestito dal CSH e dal NCCR PlanetS, è costruito appositamente per studiare le nane rosse e i loro pianeti in modo più dettagliato. SAINT-EX è un acronimo che sta per Search And characterIsatioN of Transiting EXoplanets. Il progetto è stato chiamato in onore di Antoine de Saint-Exupéry (Saint-Ex), il famoso scrittore, poeta e aviatore.
SAINT-EX ha osservato un transito parziale di TOI-2257 b ed è stato in grado di confermare l'esatto periodo orbitale dell'esopianeta attorno alla sua stella, 35 giorni. "Altri 35 giorni dopo, SAINT-EX è stata in grado di osservare l'intero transito, il che ci ha fornito ancora più informazioni sulle proprietà del sistema", afferma il co-autore Robert Wells del CSH, che è stato coinvolto nell'elaborazione dei dati.
Con il suo periodo orbitale di 35 giorni, TOI-2257 b orbita attorno alla stella ospite a una distanza in cui l'acqua liquida è possibile sul pianeta, e quindi potrebbero esistere condizioni favorevoli all'emergere della vita. I pianeti in questa cosiddetta "zona abitabile" vicino a una piccola stella nana rossa sono più facili da studiare perché hanno periodi orbitali più brevi e possono quindi essere osservati più spesso. Il raggio di TOI-2257 b (2,2 volte più grande di quello della Terra) suggerisce che il pianeta è piuttosto gassoso, con un'alta pressione atmosferica non favorevole alla vita.
"Abbiamo scoperto che TOI-2257 b non ha un'orbita circolare e concentrica", ha spiegato Nicole Schanche. In effetti, è il pianeta più eccentrico in orbita attorno a una stella fredda mai scoperta. "In termini di potenziale abitabilità, questa è una cattiva notizia", continua Nicole Schanche. "Mentre la temperatura media del pianeta è confortevole, varia da -80 ° C a circa 100 ° C a seconda di dove nella sua orbita si trova il pianeta, lontano o vicino alla stella". Una possibile spiegazione per questa sorprendente orbita è che un pianeta gigante più lontano nel sistema, è in agguato e disturba l'orbita di TOI 2257 b. Ulteriori osservazioni che misurano la velocità radiale della stella aiuteranno a confermare l'eccentricità e a cercare possibili pianeti aggiuntivi che non potrebbero essere osservati in transito.
Il James Webb Space Telescope (JWST), lanciato con successo il 25 dicembre, rivoluzionerà la ricerca sulle atmosfere degli esopianeti. Al fine di dare priorità ai buoni candidati per le osservazioni con il JWST, è stata sviluppata una metrica di spettroscopia di trasmissione (TSM) che valuta diverse proprietà del sistema. TOI-2257 b è ben posizionato rispetto al TSM ed è uno degli obiettivi sub-Nettuno più interessanti per ulteriori osservazioni. "In particolare, il pianeta potrebbe essere studiato per segni di caratteristiche come il vapore acqueo nell'atmosfera", ha concluso Nicole Schanche.