Astronomia

Esistenza di pianeti più grandi della loro stella ospite?

Esistenza di pianeti più grandi della loro stella ospite?

La regione di massa degli oggetti tra ~ 0,5 masse di Giove e 80 masse di Giove (da giganti gassosi a nane brune e nane rosse) è caratterizzata da una relazione quasi piatta con il diametro dell'oggetto. Ci sono pianeti là fuori che sono più grandi di alcune delle stelle più piccole.

Si stima che la stella più piccola (attualmente in fase di fusione) conosciuta, EBLM-J0555-57, sia leggermente più grande di Saturno (a circa 59000 km di raggio con 85 volte la massa di Giove).

Uno dei più grandi pianeti conosciuti che non sia una nana bruna sospetta, si stima che WASP-79b abbia il doppio del diametro di Giove a 0,9 volte la massa di Giove. Sono noti molti Giove caldi e pianeti gonfi con misurazioni simili.

Quanto è probabile che ci siano sistemi in cui un pianeta è più grande della sua stella ospite? Ci sono esempi noti?

Sto cercando solo stelle attualmente in fusione, il che esclude i pianeti pulsar, ecc.


La risposta alla domanda dipende dall'esatta definizione di pianeta utilizzata.

Un possibile esempio è la nana L 2M 0746+20 (2MASS J07464256+2000321) e il suo pianeta 2M 0746+20 b.

Il raggio del pianeta è del 12% maggiore del raggio della stella.

$$egin{array}{lll} hline ext{} & ext{Mass} & ext{Raggio} hline ext{Pianeta} & 12.21 cdot M_J & 0.970 cdot R_J text{Stella} & 83,79 cdot M_J & 0,089 cdot R_{Sole} = 0,866 cdot R_J hline end{array}$$

Nota: la massa planetaria riportata di $ 12,21 (± 0,4) cdot M_J$ è leggermente al di sotto del limite di combustione del deuterio di 13 masse di Giove.


Dal momento che le stelle più piccole hanno ancora le dimensioni dei pianeti giganti gassosi, la domanda finisce per chiedersi se esistano giganti gassosi attorno alle stelle nella parte inferiore della sequenza principale. I pianeti di giganti gassosi vicini sono rari intorno a stelle di piccola massa, anche se sembrano essercene di lungo periodo. Ciò significa che i raggi planetari più grandi per i sistemi in questione saranno simili a Giove, piuttosto che a Giove caldi gonfiati. Un'eccezione sarebbe il caso di sistemi molto giovani prima che i pianeti si raffreddino e si restringano, ma in quel caso anche la stella si starebbe ancora contraendo, quindi probabilmente non vinci lì.

Un problema è che queste stelle sono estremamente deboli, quindi il metodo della velocità radiale è complicato - questo potrebbe cambiare un po' una volta che gli strumenti RV che operano nell'infrarosso (ad esempio Habitable Zone Planet Finder) tornano online. I lunghi periodi orbitali per i pianeti giganti attorno a queste stelle richiederebbero anche tempi di osservazione più lunghi per effettuare un rilevamento. Sfortunatamente i lunghi periodi orbitali renderebbero improbabili i transiti, quindi molto probabilmente non saremmo in grado di determinare il raggio del pianeta e non sapremmo per certo che il pianeta è più grande della stella.

L'imaging diretto ha individuato alcuni oggetti di alcune masse di Giove a distanze abbastanza ampie da oggetti vicini al limite di combustione dell'idrogeno, ad es. 2MASS J02192210-3925225 con un oggetto al limite di combustione del deuterio si trova a circa 150 AU da una stella di massa solare 0,1. Non è del tutto chiaro come chiamare questi oggetti e potrebbero essere nane brune di massa molto bassa piuttosto che pianeti. Inoltre questi sistemi sono così giovani che le stelle non si sono ancora contratte ai loro raggi di sequenza principale. Per le stelle di piccola massa questo può richiedere diversi miliardi di anni, entro il quale i pianeti si saranno raffreddati e diventeranno molto più deboli (e meno rilevabili). Questo tipo di sistemi ad ampia separazione può anche finire per essere interrotto da incontri stellari.

L'altro approccio che funziona per rilevare questo tipo di sistemi è il microlensing gravitazionale, che tende a trovare oggetti vicino alla linea delle nevi del sistema, cioè su scale più simili al nostro sistema planetario. Un esempio del tipo di sistema che potrebbe avere un pianeta più grande della sua stella è KMT-2016-BLG-1107Lb, dove i parametri suggeriscono un pianeta di massa di Giove di circa 3,3 in orbita attorno a una stella di massa solare di circa 0,087 a circa 0,34 UA. Sfortunatamente le incertezze nei parametri sono generalmente grandi perché i sistemi di lenti sono solitamente invisibili. Ciò significa che non abbiamo nemmeno informazioni sul raggio, quindi non possiamo dire con certezza che questo sistema abbia sicuramente un pianeta più grande della sua stella.

Quindi sembra che esistano sistemi in cui un pianeta può essere più grande della stella della sequenza principale su cui orbita, anche se finora non ci sono casi confermati a causa della difficoltà di fare le osservazioni necessarie.


Oltre alle nane rosse, un'altra possibilità è quella di un pianeta in orbita attorno a una stella subnana di tipo B.

Alcune caratteristiche di tali stelle:

  • Composto quasi interamente da elio
  • Pensato per essere formato attraverso la fusione di due nane bianche o in un punto specifico nell'evoluzione di alcune giganti rosse
  • Le temperature variano da 20.000 K a 40.000 K
  • La luminosità è compresa tra 10 e 100 volte la luminosità del sole
  • La massa è in genere ~0,5 volte la massa del Sole
  • Il raggio è circa 0,15-0,25 volte il raggio del sole

Questo intervallo di raggio lo mette in sovrapposizione al raggio dei pianeti più grandi (~ 0,2 volte il raggio solare). Poiché la stella o le stelle progenitrici sono più massicce, aumenta la probabilità che si formino giganti gassosi nel disco protoplanetario. La domanda allora diventa: "Può un gigante gassoso trovare la strada per il sistema stellare interno in modo da potersi gonfiare?"

Sono note due stelle subnane di tipo B con pianeti. V391 Pegasi è forse il più vicino a soddisfare il criterio del pianeta più grande della stella. L'orbita intorno alla stella a ~ 1,7 AU è 2,5 - 3,99 $M_j$ gigante gassoso. Questo gigante gassoso riceverà più energia per metro quadrato dalla sua stella rispetto alla Terra dal sole, ma questo non è abbastanza probabile che il pianeta si riscaldi a sufficienza per diventare sufficientemente "gonfio" da superare la dimensione della stella di 2,3 $R_j$.

L'altro esempio noto è Kepler-70, una stella piuttosto curiosa che sembra essere il residuo di una gigante rossa. Il sistema Kepler 70 è molto compatto, con i due piccoli pianeti (raggio sub-terrestre) che orbitano con un periodo incredibilmente veloce di 5 e 8 ore rispettivamente. (Affascinante, questi pianeti non sono stati rilevati eclissando la loro stella ospite, ma piuttosto dal periodico aumentare in luminosità quando iniziano a orbitare dietro la stella. Entrambi questi pianeti hanno superfici più calde del Sole, rispettivamente 7,600 K e 6,800 K.) Questi pianeti sono teorizzati come i resti di giganti gassosi che sono stati evaporati trovandosi all'interno della stella durante la sua fase di gigante rossa.

Da questi due esempi, concludo che non c'è difficoltà nell'avere giganti gassosi attorno a piccole stelle subnane di tipo B, sebbene i meccanismi per portarli abbastanza vicini da diventare pianeti gonfi sono pieni di problemi. O hai una gigante rossa che fa bollire tutti i giganti gassosi vicini prima che si formino la subnana, oppure hai due nane bianche che si fondono in una subnana blu, il che richiede un sistema progenitore di due stelle binarie ravvicinate che vietano i pianeti circumbinari in orbita ravvicinata.

Sospetto che per la formazione di un pianeta più grande di un sistema stellare ospite, il gigante gassoso debba in qualche modo migrare verso l'interno dopo la formazione della stella subnana.


Gli astronomi trovano un pianeta extrasolare dove non dovrebbe essere un pianeta extrasolare

Finora gli astronomi hanno scoperto oltre 4.000 esopianeti, pianeti alieni in orbita attorno ad altre stelle.

Esistono diversi modi per trovarli, la maggior parte dei quali utilizza metodi indiretti, ma uno dei più interessanti è piuttosto diretto: ottenere immagini reali dei pianeti vicino alle stelle che li ospitano. Chiamato imaging diretto, questa tecnica è stata utilizzata per trovare dozzine di pianeti.

Più cattiva astronomia

Un team di astronomi ha preso di mira 70 stelle vicine per cercare tali esopianeti e ne ha appena annunciato uno nuovo: YSES 2b, un pianeta gigante in orbita attorno a una stella a soli 360 anni luce di distanza.

Abbiamo già visto qualcosa di simile a questo prima, ma in questo caso, questo pianeta è speciale. Per prima cosa, sta orbitando attorno a una stella che un giorno sarà molto simile al Sole. Per un altro, è almeno in orbita 16,5 miliardi di chilometri dalla stella, ben 110 volte più lontano dalla sua stella come la Terra è dal Sole!

È una strada molto, molto lunga, e quello che sta facendo così lontano è un mistero.

L'imaging diretto funziona meglio per trovare pianeti molto giovani, fino a poche decine di milioni di anni. La formazione del pianeta è un processo violento ed energetico, quindi questi giovani pianeti lo sono caldo. Brillano fortemente nella parte infrarossa (IR) dello spettro, quindi gli astronomi usano le fotocamere IR su grandi telescopi per trovarli. Questo ha un vantaggio collaterale: le stelle sono in genere più deboli nell'IR rispetto alla luce visibile, rendendo più facile vedere qualsiasi pianeta.

Gli astronomi che hanno scoperto questo nuovo pianeta eseguono un'indagine chiamata Young Suns Exoplanet Survey, o YSES, e stanno osservando un gruppo di giovani stelle nelle vicinanze chiamato sottogruppo Lower Centaurus Crux, una parte di un gruppo molto più ampio di stelle chiamato l'associazione Scorpius-Centaurus. Queste stelle sono molto giovani, hanno circa 14 milioni di anni (il Sole ha 4,6 miliardi di anni, per confronto, quindi queste stelle sono bambini) e si trovano a circa 350 anni luce di distanza, abbastanza vicine da poter separare un esopianeta dalla sua stella abbastanza da individuare nelle immagini.

Sappiamo che le stelle più massicce del Sole tendono ad avere pianeti più massicci, quindi per evitare distorsioni del genere l'indagine guarda solo alle stelle con massa simile al Sole. Stanno prendendo di mira 70 di queste stelle nel gruppo.

L'esopianeta gigante gassoso YSES 2b (in basso a destra) risplende di luce infrarossa a oltre 16 miliardi di chilometri dalla sua stella ospite YSES 2 (al centro, è stato pesantemente elaborato per rimuovere la maggior parte della sua luce e aumentare il contrasto con il pianeta). Credito: ESO/SPHERE/VLT/Bohn et al.

YSES 2 * è la seconda stella che hanno guardato dove hanno trovato un pianeta (ne hanno osservate altre 45, ma stanno ancora lavorando alla ricerca di pianeti intorno a quelli). Ha una massa di 1,1 volte quella del Sole, quindi è molto simile, anche se al momento è più fredda (nel tempo probabilmente diventerà più calda una volta che si sarà stabilizzata e si sarà stabilizzata). Dista da noi circa 360 anni luce.

Il pianeta sembra una stella sullo sfondo ed è così lontano dalla stella che non è possibile vedere alcun movimento orbitale (ci vorranno molti anni prima che si muova notevolmente). Per confermare che un esopianeta è un compagno di una stella ospite, il team prende le immagini di ogni stella a distanza di un anno. Le stelle sono tutte in movimento mentre orbitano attorno al centro della galassia e le stelle mirate sono abbastanza vicine alla Terra da far sembrare questo movimento ampio (come quando sei in un'auto e gli alberi sfrecciano mentre una montagna lontana sembra muoversi a malapena a tutti). Se il pianeta candidato è veramente un compagno, si muoverà insieme alla stella. Se è una stella di sfondo, non lo farà.

Le immagini scattate a un anno di distanza mostrano che l'oggetto si muove davvero con la stella, quindi è un compagno. Usando modelli fisici di come i pianeti si raffreddano dopo la formazione, scoprono che ha una massa compresa tra 5 e 8 volte quella di Giove, con una massa molto probabile di circa 6 Giove, che lo rende un vero pianeta. Lo hanno quindi soprannominato YSES 2b.

Opera d'arte raffigurante un esopianeta caldo, giovane e gigante gassoso ancora in fase di formazione. Credito: dottedhippo / iStock / Getty Images Plus

Il fatto è che cosa ci fa così lontano dalla stella? Ci sono due modi noti per creare un pianeta enorme. Uno è quello che si chiama collasso diretto, dove si forma dal collasso di una parte di una nube di gas, proprio come fa una stella. Questo può infatti creare qualcosa a così distanza da una stella (è così che si formano le stelle binarie, per esempio), ma la cosa strana è che è difficile creare qualcosa di così leggero. Un pianeta che si forma in quel modo dovrebbe essere molto più massiccio di YSES 2b.

L'altro metodo si chiama accrescimento del nucleo, dove piccole particelle in un disco attorno alla stella si attaccano, diventano più grandi e poi diventano abbastanza grandi da attirare materiale per gravità. Tuttavia, il disco attorno a una stella è piuttosto scarso quanto YSES 2b, quindi in quel caso è troppo massiccio per essersi formato in quel modo.

La probabile spiegazione è quindi che, come la maggior parte dei giganti gassosi, si è formato tramite l'accrescimento del nucleo più vicino alla stella dove il disco è più spesso, e poi è stato lanciato alla sua distanza attuale dopo aver incontrato un altro pianeta gigante in orbita attorno alla stella la gravità di quel pianeta potrebbe espellerlo a quella distanza.

Il problema è che nelle osservazioni non si vede nessun altro pianeta del genere. È possibile che sia così vicino alla stella che il bagliore lo rende troppo difficile da trovare. Mi sembra probabile, poiché sappiamo che cose del genere possono accadere, mentre le altre due possibilità sono meno probabili. Comunque sarebbe bello saperlo con certezza.

Ecco perché YSES 2b è una cattura importante. Se il team trova di più, spera di essere in grado di vedere le tendenze nei pianeti che li aiuteranno a capire come si formano i pianeti attorno a stelle simili al Sole e come alcuni si formano o arrivano a distanze così remote. Anche se il nostro sistema solare potrebbe non avere un pianeta come quello (anche se potremmo), ci aiuta a capire come si è formato anche il nostro sistema. Ci sono ancora molte cose che non sappiamo sui processi di formazione planetaria, e ogni giovane pianeta trovato è un passo verso l'avanzamento di tale conoscenza.

* Molti sondaggi tendono a nominare gli oggetti che trovano dopo il sondaggio in questione. La stella ha un nome più formale di 2MASS J11275535-6626046, che è più facile da cercare nei database, ma YSES 2 è abbastanza buono per qui.


Quello che sappiamo effettivamente sui pianeti potenzialmente abitabili

Gli ultimi 25 anni hanno portato una vera e propria inondazione di esopianeti. Alcuni di questi ritrovamenti includono pianeti di classe Giove che impiegano solo pochi giorni per completare un'orbita. Altri mostrano pianeti delle dimensioni della Terra in orbita attorno a stelle che emettono meno del 5% della luce solare. Altri ancora rivelano stelle con più pianeti in orbita 2-3 volte più distanti di Giove e con masse abbastanza grandi da innescare la fusione nucleare. Il catalogo di oltre 3.000 esopianeti testimonia i notevoli risultati tecnologici degli ultimi due decenni. Tuttavia, poiché gli scienziati continuano a trovare pianeti potenzialmente abitabili, trovo utile ricordare ciò che sappiamo effettivamente sui pianeti al di fuori del sistema solare.

Gli scienziati utilizzano quattro tecniche principali per trovare esopianeti: misurazioni della velocità radiale, ricerche di transito, lente gravitazionale e rilevamento diretto. Ogni tecnica ha punti di forza e limiti, ma attualmente non riescono a trovare i dati necessari per valutare la vera abitabilità di un esopianeta. Ecco un breve riassunto di ciascuna tecnica.

Velocità radiale

La luce emessa da una stella sminuisce la piccola quantità riflessa (o generata) da un esopianeta. Piuttosto che cercare di misurare il minuscolo bagliore dell'esopianeta, la tecnica della velocità radiale cerca l'attrazione gravitazionale di un esopianeta sulla sua stella ospite. Rispetto a questo ospite, i pianeti hanno tipicamente masse ovunque da 100 volte più piccole (dimensioni di Giove) a 10.000 volte più piccole (dimensioni della Terra).

Attualmente, le ricerche sulla velocità radiale hanno rilevato quasi 700 pianeti, di cui più di 100 che risiedono in sistemi multiplanet. La sensibilità della tecnica cresce all'aumentare della massa del pianeta o al diminuire delle dimensioni dell'orbita. Entrambe le condizioni causano movimenti più grandi nella stella ospite. Sebbene questa tecnica abbia inaugurato l'era delle scoperte degli esopianeti, fornisce poche informazioni sul pianeta ospite, vale a dire la massa minima, i parametri orbitali (distanza dalla stella, eccentricità, ecc.) e l'età (presunta essere la stessa di l'età della star ospite). Poiché le ricerche sulla velocità radiale esaminano lo spostamento delle lunghezze d'onda della luce, i telescopi terrestri funzionano altrettanto bene di quelli spaziali. Tuttavia, la tecnologia attuale limita la sensibilità della tecnica ai pianeti più grandi di poche volte la massa della Terra.

Ricerche di transito

Nel 1999, gli astronomi hanno iniziato a sfruttare un altro modo per trovare pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Se il piano di un sistema di pianeti lontani è allineato con la Terra, allora qualsiasi pianeta potrebbe attraversare il disco della stella mentre orbitano. In tal caso, gli astronomi vedrebbero un oscuramento della luce mentre il pianeta transita attraverso la stella. La sensibilità di questa tecnica dipende dalle dimensioni fisiche della stella e del pianeta. Giove bloccherebbe l'1 per cento della luce del sole poiché ha un diametro di un decimo più grande.

Semplicemente usando la tecnica del transito, gli astronomi conoscono la dimensione fisica di un esopianeta così come i suoi parametri orbitali. La tecnologia attuale consente agli astronomi di trovare pianeti piccoli o più piccoli della Terra in orbite simili alla Terra. La Terra bloccherebbe un decimillesimo della luce del sole, quindi solo i telescopi nello spazio raggiungono questa sensibilità. La tecnica del transito si basa sul corretto allineamento della Terra, dell'esopianeta e della stella, quindi gli astronomi possono trovare solo una piccola frazione degli esopianeti che potrebbero esistere. Spesso, le ricerche sulla velocità radiale aggiungono la massa del pianeta. Occasionalmente, gli astronomi ottengono informazioni dall'atmosfera dell'esopianeta all'inizio e alla fine del transito. Finora, solo i pianeti simili a Giove hanno fornito queste informazioni atmosferiche.

Microlenti gravitazionali

Occasionalmente, una stella e un pianeta associato passeranno davanti a una stella sullo sfondo. Per allineamenti specifici, la lente gravitazionale della stella e del pianeta (migliora la vista) della stella sullo sfondo, provocando un breve ma drammatico aumento della luce rilevata.


Dei circa 50 pianeti rilevati dal microlensing, una manciata ha masse e orbite simili alla Terra. In effetti, il microlensing è una delle poche tecniche con la sensibilità per rilevare tali pianeti. Tuttavia, la natura casuale del metodo significa che gli astronomi ottengono solo una possibilità di rilevamento. Inoltre, le uniche informazioni ottenute dai pianeti sono i parametri di massa e orbitali.

Rilevamento diretto

Il metodo di rilevamento diretto cerca di rilevare direttamente la luce proveniente da un pianeta extrasolare. Poiché la luce della stella sminuisce la luce planetaria, questa tecnica attualmente rileva solo i pianeti di classe Giove che orbitano relativamente distanti (più di 10 volte la distanza Terra-Sole) dalle loro stelle ospiti. Tuttavia, la luce del pianeta trasporta molte informazioni sulle dimensioni, la temperatura, l'orbita e l'atmosfera del pianeta. La missione pianificata Terrestrial Planet Finder cerca di visualizzare direttamente un pianeta simile alla Terra in orbita nella zona abitabile dell'acqua attorno a una stella simile al Sole.

Secondo la mia valutazione, questo metodo è l'unico in grado di rispondere effettivamente se un pianeta potrebbe davvero ospitare la vita. Nessuna delle altre tecniche fornisce informazioni adeguate sull'esistenza di acqua liquida in superficie o di gas nell'atmosfera indicativi di vita microbica. Tuttavia, la tecnologia per rilevare pianeti delle dimensioni della Terra in orbite simili alla Terra richiede un altro paio di decenni di sviluppo.

La linea di fondo

Gli ultimi decenni hanno visto notevoli progressi nella nostra capacità di trovare pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Gli scienziati hanno trovato migliaia di pianeti, alcuni dei quali risiedono nella regione in cui l'acqua liquida poteva esistere. Le ricerche sugli esopianeti rivelano abbondanti informazioni sulla massa, le dimensioni e le caratteristiche orbitali dei pianeti, ma abbiamo ancora molta strada da fare prima di essere in grado di determinare se un pianeta potrebbe davvero ospitare la vita e, cosa più importante, se la vita esiste oltre il sistema solare.


Esplorare l'atmosfera in fuga di HAT-P-11b

Di: AAS Nova 24 dicembre 2018 1

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Le atmosfere dei pianeti vicini alle stelle che le ospitano vivono un'esistenza tenue. Nuove osservazioni dal telescopio spaziale Hubble mostrano segni di erosione dell'atmosfera di un esopianeta simile a Nettuno.

Rappresentazione artistica dell'esopianeta HAT-P-11b e della sua stella ospite.
Centro di astrofisica di Harvard/D. Aguilar

Evaporazione sul lavoro

I piccoli pianeti osservati orbitare strettamente attorno alla loro stella ospite si dividono in due popolazioni principali:

  1. quelli con raggi inferiori a 1,5 raggi terrestri, pensati per essere principalmente nuclei rocciosi con poca o nessuna atmosfera rimanente, e
  2. quelli con raggi maggiori di 2 raggi terrestri, pensati per conservare alcune delle loro atmosfere di idrogeno ed elio.

Cosa causa la differenza tra queste due popolazioni? Pensiamo che tutti gli esopianeti vicini siano scolpiti dalla radiazione energetica delle loro stelle ospiti. Questa radiazione può erodere le atmosfere primordiali e per i pianeti più piccoli, questo lascerà indietro solo i loro nuclei rocciosi.

Mentre lavoriamo per comprendere la fisica dettagliata di questa fotoevaporazione, sarebbe utile poter osservare direttamente l'atmosfera di un pianeta che fugge in questo modo. In un nuovo studio, la scienziata Megan Mansfield (Università di Chicago) e i suoi collaboratori presentano proprio la cosa: osservazioni dell'atmosfera in fuga dell'esopianeta HAT-P-11b.

Osservazioni di un Nettuno caldo

Illustrazione artistica di WASP-107b, il primo pianeta per il quale Hubble ha scoperto l'elio che fuoriesce dalla sua atmosfera.
ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

HAT-P-11b è un esopianeta delle dimensioni di Nettuno che orbita molto vicino alla sua stella ospite in un sistema che si trova a circa 120 anni luce dalla Terra. Usando Hubble, Mansfield e i suoi collaboratori hanno scoperto la sottile firma dell'elio che fuoriesce dall'atmosfera di HAT-P-11b, rendendo questo il secondo pianeta per il quale Hubble ha scoperto questa firma (il primo era WASP 107-b) e uno dei soli una manciata di pianeti per i quali abbiamo visto segni di fuga atmosferica.

Confrontando queste osservazioni con i modelli, Mansfield e collaboratori stimano che HAT-P-11b stia perdendo massa a una velocità di circa 10 9 -10 11 g/s. Questo tasso, sebbene alto, è ancora abbastanza basso da far sì che il pianeta abbia perso solo una piccola percentuale della sua massa nel corso della sua storia, lasciando in gran parte inalterata la sua composizione di massa. Ciò è coerente con ciò che ci aspetteremmo da un pianeta delle sue dimensioni: poiché è più grande di 2 raggi terrestri, dovrebbe conservare parte della sua atmosfera di idrogeno ed elio.

Un nuovo approccio

Spettro a banda stretta di HAT-P-11b (punti blu e grigi) rispetto a tre modelli 1D di fuga idrodinamica (linee rosse, verdi e arancioni).
Mansfield et al. 2018

Perché questi rilevamenti dell'elio in fuga sono importanti? Osservazioni come questa rappresentano un nuovo metodo per esplorare le atmosfere degli esopianeti! La firma dell'elio rilevata da HAT-P-11b è stata a lungo teorizzata come un modo per studiare le atmosfere in fuga, ma fino alle recenti osservazioni di Hubble sull'elio nell'atmosfera di WASP 107-b, il potenziale di questo approccio è rimasto inutilizzato.

Ora sono stati osservati due pianeti con questo particolare segnale - e il segnale da HAT-P-11b è stato inoltre confermato con lo strumento CARMENES in Spagna, segnando la prima volta che la stessa firma di fotoevaporazione è stata rilevata sia da terra che dallo spazio strutture.

Si spera che osservazioni future come queste, sia da strumenti esistenti che da futuri osservatori come il James Webb Space Telescope, continueranno a far luce su come le atmosfere evaporano da piccoli esopianeti vicini.

Citazione

"Rilevazione di elio nell'atmosfera dell'Exo-Nettuno HAT-P-11b", Megan Mansfield et al 2018 ApJL 868 L34. doi:10.3847/2041-8213/aaf166

Questo post è apparso originariamente su AAS Nova, che presenta i punti salienti della ricerca delle riviste dell'American Astronomical Society.


Quanti pianeti della zona abitabile possono orbitare attorno a una stella ospite?

Il nostro sistema solare ha un solo pianeta in orbita in quella che è comunemente nota come la zona abitabile, a una distanza dalla stella ospite dove l'acqua potrebbe essere a volte liquida anziché sempre ghiaccio o gas. Quel pianeta, ovviamente, è la Terra.

Ma da una prospettiva teorica e dinamica, deve essere sempre così? La risposta a questa domanda è no perché è noto che un certo numero di stelle ha più di un pianeta in una zona abitabile.

Ora un team dell'Università della California, Riverside ha prodotto uno studio che conclude che fino a sette pianeti di una zona abitabile delle dimensioni della Terra potrebbero orbitare attorno a una singola stella - se non ci fossero grandi pianeti delle dimensioni di Giove nel sistema e se la stella fosse di un tipo particolare.

L'articolo, pubblicato su Giornale Astronomico, ha concluso che sette pianeti della zona abitabile erano il massimo per una stella, ma un sole come il nostro potrebbe potenzialmente supportare sei pianeti con acqua a volte liquida, una condizione considerata essenziale per la vita.

Il leader dello studio Stephen Kane, un astrobiologo che si concentra su esopianeti potenzialmente abitabili, ha affermato di aver studiato il vicino sistema solare Trappist-1, che ha tre pianeti simili alla Terra nella sua zona abitabile e sette pianeti tutti insieme.

"Questo mi ha fatto pensare al numero massimo di pianeti abitabili che può avere una stella e perché la nostra stella ne ha solo uno", ha detto Kane.

“Anche se (il nostro sistema solare) ha un solo pianeta nella zona abitabile, non è necessariamente la situazione tipica. Uno scenario molto più tipico potrebbe essere quello di avere molti pianeti nella zona abitabile, a seconda della presenza di un pianeta gigante".

Più avanti sugli effetti destabilizzanti del pianeta gigante, ma i Kane (e altri) affermano che la ricerca di sistemi solari senza pianeti delle dimensioni di Giove è diventata sempre più importante a causa di questo effetto su altri pianeti terrestri.

Per determinare quanti pianeti abitabili potrebbero essere possibili in un sistema solare, il suo team ha creato un sistema modello in cui hanno simulato pianeti di varie dimensioni in orbita attorno alle loro stelle. Un algoritmo ha tenuto conto delle forze gravitazionali e ha aiutato a testare come i pianeti hanno interagito tra loro per milioni di anni.

Le classificazioni stellari sono state una considerazione chiave poiché è noto che le stelle più grandi, più luminose e più calde (dette anche "di tipo precoce") hanno zone abitabili più ampie, mentre le stelle più piccole e più fredde (come il nostro sole e le nane rosse) ne hanno di molto più strette. Il loro modello incorporava anche un algoritmo che spiegava le forze gravitazionali coinvolte, che ha aiutato a testare come i pianeti avrebbero influenzato le orbite reciproche nel corso di milioni di anni.

Aiuta anche se il movimento dei pianeti è circolare anziché ovale o irregolare, riducendo al minimo qualsiasi contatto ravvicinato e mantenendo orbite stabili.

Hanno selezionato per il loro modello la stella Beta Canum Venaticorum (Beta CVn), che è relativamente vicina a 27 anni luce di distanza ed è abbastanza simile alla nostra stella per tipo e luminosità. Nessun pianeta è stato effettivamente rilevato in orbita attorno a BetaCVn, ma non per mancanza di ricerca: ci sono più di 20 anni o dati raccolti nella ricerca.

Poiché l'opinione comune ora è che tutte le stelle hanno pianeti in orbita, l'assenza di pianeti scoperti a BetaCVn è in realtà un segno positivo per la potenziale presenza di pianeti delle dimensioni della Terra nella zona abitabile della stella.

Questo perché l'impossibilità di trovare un pianeta che gira intorno a BetaCVn finora significa quasi certamente che non ha un grande pianeta delle dimensioni di Giove nel suo sistema perché sarebbe stato trovato ormai. Di conseguenza, è più probabile che il sistema contenga numerosi pianeti piccoli, terrestri e delle dimensioni della Terra, che è ciò che gli astrobiologi come Kane stanno cercando.

Il loro modello ha determinato che è possibile per alcune stelle supportare fino a sette pianeti di zone abitabili e che una stella come il nostro sole potrebbe potenzialmente supportare sei pianeti con acqua liquida.

Questa conclusione potrebbe sembrare poco plausibile, dal momento che molti (o la maggior parte) degli esopianeti rilevati finora sono considerevolmente più grandi della Terra.

Ma questo l'eccesso di rilevamenti di grandi pianeti è una funzione della tecnologia e delle tecniche disponibili per cacciare i pianeti. Sulla base del sondaggio effettuato tra il 2009 e il 2016 dal Kepler Space Telescope, ci sono in realtà molti più pianeti più piccoli nel cosmo rispetto a quelli più grandi, i pianeti piccoli sono solo molto più difficili da trovare.

Come ha spiegato Kane, le stime attuali sono che oltre il 90% delle stelle simili al sole come Beta CVn non hanno pianeti analogici destabilizzanti delle dimensioni di Giove. "Questi potrebbero essere i sistemi che hanno le migliori possibilità di massimizzare i luoghi per la possibile formazione ed evoluzione della vita", mi ha detto.

Kane sospetta che il nostro Giove, che ha una massa due volte e mezzo quella di tutti gli altri pianeti del sistema solare messi insieme, abbia limitato l'abitabilità del nostro sistema.

"Ha un grande effetto sull'abitabilità del nostro sistema solare perché è enorme e disturba altre orbite", ha detto Kane.

Naturalmente, Giove e la sua enorme attrazione gravitazionale sono anche una specie di magnete di asteroidi e senza dubbio ha salvato pianeti più piccoli, come la Terra, da impatti mortali. In questo contesto, Giove è talvolta chiamato il "fratello maggiore" del "fratello minore" della Terra.

Finora, gli astronomi hanno trovato solo una manciata di stelle con più pianeti nelle loro zone abitabili oggi. (Le stelle e i sistemi solari cambiano continuamente, quindi questa è un'istantanea nel tempo. Venere e Marte, ad esempio, potrebbero essere stati in zone abitabili molto tempo fa, quando il sole era meno potente e luminoso e le condizioni del sistema solare erano altrimenti diverse rispetto a oggi .)

Andando avanti, Kane prevede di cercare altre stelle circondate interamente da pianeti più piccoli. Queste stelle saranno i bersagli principali per l'imaging diretto con i telescopi della NASA come quello dell'Habitable Exoplanet Observatory del Jet Propulsion Laboratory.

Gli studi futuri includeranno anche la creazione di nuovi modelli che esaminino la chimica atmosferica dei pianeti di zone abitabili in altri sistemi stellari.

Progetti come questi offrono più che nuove strade nella ricerca della vita nello spazio. Offrono anche agli scienziati informazioni sulle forze che un giorno potrebbero cambiare la vita sul nostro pianeta.

"Anche se sappiamo che la Terra è stata abitabile per la maggior parte della sua storia, rimangono molte domande su come queste condizioni favorevoli si siano evolute nel tempo e sui fattori specifici dietro tali cambiamenti", ha affermato Kane in un comunicato. "Misurando le proprietà degli esopianeti i cui percorsi evolutivi possono essere simili ai nostri, otteniamo un'anteprima del passato e del futuro di questo pianeta e di cosa dobbiamo fare per mantenerne l'abitabilità".

E come ha aggiunto in una e-mail:

“È anche divertente pensare a come il nostro sistema sarebbe diverso se avessimo sei pianeti delle dimensioni della Terra nella zona abitabile, e come ciò avrebbe cambiato il modo in cui vediamo l'esplorazione dello spazio. Il salto tra i pianeti avrebbe una spesa e una soglia tecnologica molto inferiori, e l'esplorazione planetaria e forse anche la terraformazione potrebbero essere notevolmente avanzate rispetto alla nostra realtà attuale. Cibo per la mente!"

Relazionato:
Fare clic qui per leggere un comunicato stampa dell'Università della California: Riverside relativo a questa ricerca.

Lo studio, "Dynamical Packing in the Habitable Zone: The Case of Beta CVn", è stato pubblicato in Il Giornale Astronomico. Il lavoro è stato supportato dal Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).  NExSS è una rete di coordinamento della  rericerca della NASA, supportata in parte dal   NASA Astrobiology Program. Questo elemento del programma è condiviso tra la Divisione di scienze planetarie (PSD) della NASA e la Divisione di astrofisica.

Il blog Many Worlds racconta la ricerca di prove della vita oltre la Terra scritta dall'autore/giornalista Marc Kaufman. La rubrica "Many Worlds" è supportata dal Lunar Planetary Institute/USRA e informata dall'iniziativa NExSS della NASA, una rete di coordinamento della ricerca supportata dal Programma di astrobiologia della NASA. Tutte le opinioni espresse sono solo dell'autore.

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Cosa rende un pianeta migliore della Terra?

Schulze-Makuch, René Heller of the Max Planck Institute for Solar System Research, and Edward Guinan of Villanova University teamed up to figure out what makes an exoplanet more habitable than Earth. Their study sorts through 4,500 known exoplanets which telescopes have discovered outside the solar system.

Although exoplanets are Earth-like, that doesn’t mean all of them have life like Earth. Scientists explain that these planets are special because they all share the conditions which make life possible and sustainable.

One of the biggest requirements is that the contenders sit inside the habitable zone of their solar system. This means they are close enough to their star to allow liquid water to form. The study finds the lifespan of that sun also helps keep the window for life open longer. While our sun (a G-type star) will last for less than 10 billion years, researchers find K-type dwarf stars last for between 20 and 70 billion years. K-type stars are cooler and dimmer, but they allow their planets more time to develop complex lifeforms.

As Earth has shown, it can take a very long time for life to spring into existence. On this planet, it took four billion years for life to arrive and the study finds Earth may not even have reached its “sweet spot” for life yet. This may come when our planet is between five and eight billion years-old.

Size also makes a big difference. Researchers say a planet 10-percent bigger than the Earth will give life more habitable land to roam on. An exoplanet 1.5 times the size of our home would likely have a core that stays warmer much longer and have a higher gravity which holds its atmosphere longer too.

Above all, water is the key. Study authors say planets that can provide more moisture, clouds, humidity, and a slightly warmer ground temperature than Earth would fall into the superhabitable group.


List of multiplanetary systems

From the total of 3,527 stars known to have exoplanets (as of June 22, 2021), there are a total of 783 known multiplanetary systems, [1] or stars with at least three confirmed planets, beyond the Solar System. The stars with the most confirmed planets are our Sun and Kepler-90 with 8 confirmed planets each, followed by TRAPPIST-1 with 7 planets. The star with the most candidate planets is HD 10180, with a maximum of 9 planets — 6 confirmed and 3 candidates.

The 783 multiplanetary systems are listed below according to the star's distance from Earth. Proxima Centauri, the closest star to our Solar System, has two planets (b and c) and a third unconfirmed sub-Earth. The nearest system with three or more confirmed planets is Luyten's Star, with four known. The farthest confirmed multiplanetary system is OGLE-2012-BLG-0026L, at 13,300 ly away.

The table below contains information about the coordinates, spectral and physical properties, and number of confirmed planets. The two most important stellar properties are mass and metallicity because they determine how these planetary systems form. Systems with higher mass and metallicity tend to have more planets and more massive planets. However, although low metallicity stars tend to have fewer massive planets, particularly hot-Jupiters, they also tend to have a larger number of close in planets, orbiting at less than 1 AU. [2]


Can a planet be bigger than its star?

Explaining it would be a bit much for Twitter, but as it happens I have a blog! So here's more about this.

That first reaction of kinda was due to thinking about a white dwarf. This is the remnant of a star that was once like the Sun but died, shedding its outer layers and leaving only the core behind. That core — the white dwarf — is only about the size of the Earth. If the star had any planets bigger than Earth orbiting it before it died, it's possible that some will survive, and you get a planet bigger than its star. In fact we've seen a system like this, so yes, it can happen, and we're done. Easy peasy.

Artwork depicting the white dwarf WD 1856 and its massive planet, far larger than the star itself. Credit: NASA/JPL-Caltech/NASA's Goddard Space Flight Center

Except a white dwarf isn't a star like the Sun, not anymore. So maybe that doesn't count. That brings me to my second reaction, where a planet is bigger than its star for a star like the Sun.

What's the difference? A white dwarf is dead, not creating energy anymore, just sitting there getting cooler. The Sun is still fusing hydrogen into helium in its core in a nice, stable fashion, as it has for over four billion years and as it will for roughly 6 or 7 billion more. Stars like this are called main sequence stars, for historical reasons (you can find out more about that in my Crash Course Astronomy episode on stars).

The Sun is ten times the diameter of Jupiter, and it turns out you can't get planets much bigger than Jupiter. If you add mass to them, they get smaller, not bigger. So clearly you can't get a planet bigger than the Sun.

What about smaller stars? The smallest stars are dim red dwarfs, barely massive enough to maintain fusion in their core, and the smallest they can get is, well, pretty dang small.

EBLM J0555-57Ab compared to Jupiter, Saturn, and the very small red dwarf star TRAPPIST-1. Credit: Cambridge University

A couple of stars were recently discovered that are the smallest known. One is called EBLM J0555-57Ab, and the other is 2MASS J05233822-1403022. If the conclusions based on the observations are correct, both are just barely massive enough to fuse hydrogen into helium in their cores — it takes roughly 0.077 times the Sun's mass to do that, or about 75 times the mass of Jupiter. Both these stars are just over that limit, as far as we can tell.

So they're true stars, but they're small. Both are smaller than Jupiter, and EBLM J0555-57Ab is only about the size of Saturn!

Therefore right away we see that stars can be have planets bigger than they are.

The size of TRAPPIST-1 and its planets compared to Jupiter and its moons, and the Sun and our planets. Credit: ESO/O. Furtak

Theoretically. In practice it's certainly at best very rare. We've observed enough exoplanets — worlds orbiting other stars — to see lots of trends in size, mass, and so on. One thing that stands out in the data is that red dwarfs tend not to have gas giants orbiting them. Some do, but they usually have smaller planets, ones more like Earth (what we call pianeti terrestri). Some have many like that, such as TRAPPIST-1, which has seven Earth-sized planets orbiting it.

Gas giants around red dwarfs are rare maybe one in a hundred small stars have giant planets (Note: To be fair that survey was done with candidate exoplanets, ones that have not yet been confirmed… but looking at the list of known giant exoplanets around low-mass stars, the numbers are indeed very low, statistically speaking).

And it may get worse. The smallest stars are also the dimmest, meaning they're extremely hard to detect. That also makes it hard to know if they have planets orbiting them. We don't know if they're good at making planets at all, let alone giants versus terrestrial ones. If the trend seen so far continues, it's even less likely for these extremely dim bulbs to have gas giant planets than it is for the somewhat larger (really, less small) red dwarfs.

So it's possible that such a system where the planet is bigger than the star exists, but they're statistically very rare.

On the other hand, red dwarfs are the most common kind of star in the galaxy by far, making up something like 70% of all stars. So even though really small red dwarfs are rare, there are still many miliardi of them in the galaxy. If the fraction of them that has a gas giant orbiting them is small, that could still mean a lot of such systems exist in total.

Quindi ecco qua. A rare actual answer in astronomy: Yes, a planet can be bigger than its star!


Why Some Stars Never Form Planets

The star cluster NGC 6604 is shown in this image taken by the Wide Field Imager attached to the . [+] 2.2-metre MPG/ESO telescope at the La Silla Observatory in Chile. NGC 6604 is the bright grouping towards to the upper left of the image. It is a young star cluster that is the densest part of a more widely scattered association containing about one hundred brilliant blue-white stars.

The planetary paradigm has shifted so quickly and so radically in the last quarter century that is easy to forget that only a few decades ago, one would be hard-pressed to find any professional astronomer who would stake their careers on the idea that most stars harbor planets. But although the overwhelming majority of stars may harbor some form of planet, not all stars are capable of forming planets.

During the first two decades of looking for planets that circle stars outside our solar system, detections came in dribs and drabs. But NASA’s Kepler telescope changed the paradigm completely when based on Kepler data, astronomers made the statistical case that at least half of all stars in our own Milky Way galaxy must harbor planets.

But what about stars that will forever remain barren of planets? The cosmos appears to have more than a few of those.

Thus, here’s a quick survey of which stellar spectral types are best suited to form planets over the range of O, B, A, F, G, K and M stars.

O- and B-type stars —- the most massive, hottest and short lived stars in the cosmos.

We know essentially nothing about the planet population orbiting these stars because their large size, brightness, and spectral properties make the detection of exoplanets using current techniques nearly impossible, Benjamin Fulton, an astronomer at the NASA Exoplanet Science Institute at Caltech, told me. They only live about 100 million years, which is thought to be about the same timescale needed for terrestrial planets to form, he says.

Picture released 04 October 2006 by the European Space Agency shows one-half of the Hubble Space . [+] Telescope field of view with nine stars that are orbited by planets with periods of a few days. Planets so close to their stars with such short orbital periods are called "hot Jupiters.

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Such O and B stars are so powerful that they likely quickly blow away the gas in their circumstellar disk and prevent the disk from cooling sufficiently to allow planets to form, says Fulton.

Even if massive stars did manage to form planets in their wide habitable zones, there would be no time for the planet for develop life before the star became a supergiant and enveloped the planet, Edward Guinan, an astronomer at Villanova University in Pennsylvania, told me.

A- and F-type stars —- are slightly cooler than the O- and B-type stars and more numerous. A-type stars appear white in color while F stars are yellow-white.

These stars share many of the same difficulties as O and B stars, but are slightly more friendly to their formation, says Fulton. We have discovered a handful of planets orbiting these stars but know little about the population in general, he says. In theory, many A stars are tame enough and live long enough to host planets, Fulton notes. The real problem is that those planets are very difficult to detect so our current knowledge of the planet population orbiting A stars is very limited, he says.

G- and K-type stars —- We orbit a G-type yellow dwarf star and K-type orange dwarfs have been proposed as perhaps the best suited for the evolution of intelligent life. That’s because they although they share many of our star’s characteristics, they have lifetimes almost double that of our own star.

These stars are very similar to the Sun and are amenable to the detection of a variety of exoplanets, says Fulton. Since these stars are like our Sun we expect them to be relatively friendly environments for the formation of planets, he says.

In this handout digital illustration released on September 15, 2011 by NASA, the newly-discovered . [+] gaseous planet Kepler-16b orbits it's two stars. NASA's Kepler Mission discoverd the world orbiting two Stars, the larger a K dwarf and the smaller a red dwarf. (Photo by NASA/JPL-Caltech/T. Pyle via Getty Images)

M-type stars —- These Red Dwarf stars are the most numerous and longest-lived stars of any in the Universe, as common as fireflies on a warm summer night.

These stars are low-mass, low-luminosity, and small in size which make them best suited to the detection of exoplanets, says Fulton. It appears that small planets are quite common around M dwarfs, but larger giant planets are nearly non-existent, he says.

As for planets around double (binary) stars?

Very close stellar binaries with solar system-scale separations do indeed appear to disrupt planet formation, says Fulton. The few we do know about orbit the pair of stars leading to Tatooine-like planets with two suns, he says.

And would stars in globular clusters (compact spheres of gravitationally-bound old stars in a galaxy’s halo) lose their planets due to the fact they were formed in such close proximity to each other?

It’s more likely that planets have a hard time forming in globular clusters because the crowded environment at early times disrupts the planet-forming discs, says Fulton. There are a few known rogue planets roaming the galaxy and it is unclear how or where these formed, he says.

A hundred years ago, no one dreamed that planets would orbit almost every star. The reality is that planets around sunlike stars appear to be as common as dirt. Does that mean that life in the universe should be ubiquitous?

Although planets appear to be very common, the vast majority of these are not friendly to life as we know it, says Fulton.

And the Kepler Mission indicates that many planetary systems are gravitationally unstable, says Guinan. This indicates that planets are frequently ejected while some other planets end up getting thrown into the host star, he says.

They are either too hot, too cold, too big, too small, or have no solid surface, says Fulton.

“The number of planets that could potentially host life is much, much smaller than the number of planets that exist,” said Fulton.


NASA telescope reveals largest batch of Earth-size, habitable-zone planets around single star

NASA's Spitzer Space Telescope has revealed a new exoplanet discovery: the first known system of seven Earth-size planets around a single star. Three of these planets are firmly located in the habitable zone, the area around the parent star where a rocky planet is most likely to have liquid water.

The discovery sets a new record for greatest number of habitable-zone planets found around a single star outside our solar system. All of these seven planets could have liquid water&ndashkey to life as we know it&ndashunder the right atmospheric conditions, but the chances are highest with the three in the habitable zone.

&ldquoThis discovery could be a significant piece in the puzzle of finding habitable environments, places that are conducive to life,&rdquo said Thomas Zurbuchen, associate administrator of the agency&rsquos Science Mission Directorate in Washington. &ldquoAnswering the question &lsquoare we alone&rsquo is a top science priority and finding so many planets like these for the first time in the habitable zone is a remarkable step forward toward that goal.&rdquo

At about 40 light-years (235 trillion miles) from Earth, the system of planets is relatively close to us, in the constellation Aquarius. Because they are located outside of our solar system, these planets are scientifically known as exoplanets.

This exoplanet system is called TRAPPIST-1, named for The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) in Chile. In May 2016, researchers using TRAPPIST announced they had discovered three planets in the system. Assisted by several ground-based telescopes, including the European Southern Observatory's Very Large Telescope, Spitzer confirmed the existence of two of these planets and discovered five additional ones, increasing the number of known planets in the system to seven.

The new results were published Wednesday in the journal Nature, and announced at a news briefing at NASA Headquarters in Washington.

Using Spitzer data, the team precisely measured the sizes of the seven planets and developed first estimates of the masses of six of them, allowing their density to be estimated.

Based on their densities, all of the TRAPPIST-1 planets are likely to be rocky. Further observations will not only help determine whether they are rich in water, but also possibly reveal whether any could have liquid water on their surfaces. The mass of the seventh and farthest exoplanet has not yet been estimated&ndashscientists believe it could be an icy, "snowball-like" world, but further observations are needed.

"The seven wonders of TRAPPIST-1 are the first Earth-size planets that have been found orbiting this kind of star," said Michael Gillon, lead author of the paper and the principal investigator of the TRAPPIST exoplanet survey at the University of Liege, Belgium. "It is also the best target yet for studying the atmospheres of potentially habitable, Earth-size worlds."

In contrast to our sun, the TRAPPIST-1 star&ndashclassified as an ultra-cool dwarf&ndashis so cool that liquid water could survive on planets orbiting very close to it, closer than is possible on planets in our solar system. All seven of the TRAPPIST-1 planetary orbits are closer to their host star than Mercury is to our sun. The planets also are very close to each other. If a person were standing on one of the planet&rsquos surface, they could gaze up and potentially see geological features or clouds of neighboring worlds, which would sometimes appear larger than the moon in Earth's sky.

The planets may also be tidally locked to their star, which means the same side of the planet is always facing the star, therefore each side is either perpetual day or night. This could mean they have weather patterns totally unlike those on Earth, such as strong winds blowing from the day side to the night side, and extreme temperature changes.

Spitzer, an infrared telescope that trails Earth as it orbits the sun, was well-suited for studying TRAPPIST-1 because the star glows brightest in infrared light, whose wavelengths are longer than the eye can see. In the fall of 2016, Spitzer observed TRAPPIST-1 nearly continuously for 500 hours. Spitzer is uniquely positioned in its orbit to observe enough crossing&ndashtransits&ndashof the planets in front of the host star to reveal the complex architecture of the system. Engineers optimized Spitzer&rsquos ability to observe transiting planets during Spitzer&rsquos &ldquowarm mission,&rdquo which began after the spacecraft&rsquos coolant ran out as planned after the first five years of operations.

"This is the most exciting result I have seen in the 14 years of Spitzer operations," said Sean Carey, manager of NASA's Spitzer Science Center at Caltech/IPAC in Pasadena, California. "Spitzer will follow up in the fall to further refine our understanding of these planets so that the James Webb Space Telescope can follow up. More observations of the system are sure to reveal more secrets.&rdquo

Following up on the Spitzer discovery, NASA's Hubble Space Telescope has initiated the screening of four of the planets, including the three inside the habitable zone. These observations aim at assessing the presence of puffy, hydrogen-dominated atmospheres, typical for gaseous worlds like Neptune, around these planets.

In May 2016, the Hubble team observed the two innermost planets, and found no evidence for such puffy atmospheres. This strengthened the case that the planets closest to the star are rocky in nature.

"The TRAPPIST-1 system provides one of the best opportunities in the next decade to study the atmospheres around Earth-size planets," said Nikole Lewis, co-leader of the Hubble study and astronomer at the Space Telescope Science Institute in Baltimore. NASA's planet-hunting Kepler space telescope also is studying the TRAPPIST-1 system, making measurements of the star's minuscule changes in brightness due to transiting planets. Operating as the K2 mission, the spacecraft's observations will allow astronomers to refine the properties of the known planets, as well as search for additional planets in the system. The K2 observations conclude in early March and will be made available on the public archive.

Spitzer, Hubble, and Kepler will help astronomers plan for follow-up studies using NASA's upcoming James Webb Space Telescope, launching in 2018. With much greater sensitivity, Webb will be able to detect the chemical fingerprints of water, methane, oxygen, ozone, and other components of a planet's atmosphere. Webb also will analyze planets' temperatures and surface pressures&ndashkey factors in assessing their habitability.

NASA&rsquos Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, manages the Spitzer Space Telescope mission for NASA's Science Mission Directorate. Science operations are conducted at the Spitzer Science Center, at Caltech, Pasadena, California. Le operazioni dei veicoli spaziali hanno sede presso la Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. I dati sono archiviati presso l'Infrared Science Archive ospitato presso Caltech/IPAC. Caltech gestisce JPL per la NASA.