Kepler-138

Kepler-138
Kepler-138
ClassificazioneNana rossa
Classe spettraleM1 V[1][2]
Distanza dal Sole66,86 ± 0,11 parsec (218,07 ± 0,36 al)[3]
CostellazioneLira
Coordinate
(all'epoca J2000.0[2])
Ascensione retta19h 21m 31.5679s
Declinazione+43° 17′ 34.6809″
Parametri orbitali
Sistema planetariosì (3)[2]
Dati fisici
Raggio medio0,442±0,024 R⊙[4]
0,535±0,014[5] R⊙
Massa
0,521±0,055 M⊙[4]
0,535±0,012[5] M⊙
Periodo di rotazione19,394±0,013 giorni[6]
Velocità di rotazione~3 km/s[7]
Temperatura
superficiale
  • 3841±49 K[1] (media)
Luminosità
0,056±0,004[5] L⊙
Metallicità[M/H]: −0,28±0,099[8]
[M/H]: −0,18±0,10[9]
Età stimatamaggiore di un miliardo di anni[7]
Dati osservativi
Magnitudine app.G: 12,462; K: 9,506[2]
Magnitudine ass.6,16[10]
Parallasse14,9019±0,0097 mas[2]
Moto proprioAR: -20,461 ± 0,012 mas/anno
Dec: 22,641 ± 0,012 mas/anno[2]
Velocità radiale−36,33±0,80 km/s[2]
Nomenclature alternative
KOI-314, KIC 7603200, 2MASS J19213157+4317347, Gaia DR2 2102053446751282944
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Kepler-138 è una stella nana rossa situata a circa 218 anni luce dal Sistema solare, visibile nella costellazione della Lira.

Osservazione

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Come le altre componenti della costellazione della Lira, la stella fa parte del cielo boreale, di conseguenza è maggiormente visibile dall'emisfero boreale della Terra, dove nelle serate estive alle medie latitudini raggiunge lo zenit, ed è visibile già in marzo ad est prima del sorgere del Sole, e resta visibile fino ad autunno inoltrato, quando è visibile a ovest dopo il tramonto. Dall'emisfero australe appare bassa sull'orizzonte nord dalle medie latitudini australi, e nonostante sia possibile vederla anche dalle estreme regioni meridionali del Sud America, la visione è piuttosto difficoltosa ed è ristretta ad un breve periodo dell'anno, nei mesi di luglio ed agosto[11].

La stella non è visibile ad occhio nudo.

Storia delle osservazioni e denominazione

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Kepler-138 è stata catalogata per la prima volta nei rilevamenti astronomici 2MASS, avvenuti tra il 1997 e il 2001, ricevendo la designazione 2MASS J19213157+4317347.

Allo scopo di stimare frequenza e tipologia dei pianeti extrasolari di tipo terrestre presenti nella galassia, la NASA lanciò nel 2009 la Missione Kepler. La missione avrebbe osservato per 3 anni e mezzo le stelle presenti in una regione del cielo che comprendeva parte delle costellazioni del Cigno e della Lira.[12] Le stelle presenti nel campo di vista della missione furono raccolte nel catalogo Kepler Input Catalog (KIC), nel quale Kepler-138 ricevette la designazione KIC 7603200. Quando di una stella veniva rilevata la riduzione di luminosità caratteristica di un possibile transito, l'astro veniva segnalato come un "oggetto Kepler interessante" (Kepler object of interest, KOI). A Kepler-138 fu assegnata l'ulteriore denominazione KOI-314.[7] Infine, se la presenza del pianeta riceveva una conferma indipendente, alla stella sarebbe stata assegnata una denominazione definitiva nell'ambito della missione Kepler, aggiungendo un numero progressivo al nome della sonda; in questo caso, Kepler-138.

Nel marzo del 2014, furono identificati due primi pianeti in orbita attorno alla stella, KOI-314.01 e KOI-314.02, con periodi orbitali rispettivamente di 13,8 e 23,1 giorni.[7] Quando furono confermati, furono indicati KOI-314 b e KOI-314 c, secondo l'uso di far seguire una lettera in ordine alfabetico progressivo per ordine di scoperta. Solo in seguito nello stesso anno, fu ipotizzata, e poi confermata, la scoperta del piccolo pianeta roccioso, KOI/314.03, dal periodo orbitale di 10,3 giorni.[13] Tuttavia, la stella fu anche rinominata Kepler-138 e i pianeti furono rinominati secondo l'ordine di distanza da essa: KOI-314.03 divenne Kepler-138 b, KOI-314.01, già KOI-314 b, divenne Kepler-138 c e KOI-314.02, già KOI-314 c, divenne Kepler-138 d. Questa nomenclatura è quella adottata nei cataloghi astronomici[1][2] e dalla letteratura.[4][5]

Caratteristiche

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Kepler-138 è una nana rossa, con massa e dimensioni pari a circa la metà del Sole. La sua massa è stata stimata infatti in 0,535 M⊙, con un diametro pari al 53,5% di quello solare.[5] La sua luminosità, tuttavia, è pari solo al 5,6‰ di quella solare. La temperatura della sua fotosfera, infatti, è stata valutata in 3841±49 K.[1] Ha una metallicità più bassa di quella solare. Ne sono state date due stime, [M/H]: −0,28±0,099 da A. Claret e S. Bloeman nel 2011[8] e [M/H]: −0,18±0,10, da P. S. Muirhead e colleghi nel 2012.[9]

Il suo periodo di rotazione è stato misurato in 19,394±0,013 giorni.[6]

La stella ha un'età maggiore di un miliardo di anni[7] e dista circa 218 anni luce dal sistema solare.[3]

Sistema planetario

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Attorno alla stella orbitano almeno tre pianeti, scoperti col metodo del transito nel 2014, grazie ad osservazioni eseguite dalla missione Kepler della NASA.[4] Un quarto pianeta è stato scoperto nel 2022 rilevando le variazioni del tempo di transito degli altri tre,[5] sebbene la sua esistenza debba essere confermata.

Poiché i tre pianeti più interni del sistema risultano transienti, con variazioni nell'inclinazione rispetto alla linea di vista dalla Terra inferiori al grado, è stato possibile misurarne con precisione il periodo orbitale e il diametro relativo, nel confronto con quello della stella.[7][13] È stato inoltre possibile stimare la massa dei tre pianeti utilizzando il metodo delle velocità radiali.[4][5]

Il pianeta più interno, Kepler-138 b, orbita attorno alla stella in 10 giorni, ad una distanza di 0,0753 au. Con una massa pari al 7% di quella terrestre e un diametro pari al 64% di quello terrestre, è di tipo roccioso. Viene confrontato con Marte, per massa e dimensioni,[4] ed è, al dicembre del 2022, uno dei più piccoli pianeti extrasolari conosciuti.[14]

Il secondo pianeta, Kepler-138 c, orbita attorno alla stella in 13 giorni, ad una distanza di 0,0913 au. Ha massa e diametro pari rispettivamente a 2,3 volte e 1,5 volte quelli terrestri. Il terzo pianeta, Kepler-138 d, orbita attorno alla stella in 23 giorni, ad una distanza di 0,128 au, con una massa pari a 2,1 volte quella terrestre e un diametro pari a 1,5 volte quello terrestre. I due pianeti sono dunque molto simili per massa e dimensioni,[14] facendo ipotizzare che abbiano anche una composizione piuttosto simile. In particolare, si ritiene che una frazione significativa della massa dei due pianeti, pari a circa il 15%, sia costituita da acqua e che possano essere di tipo oceanico.[5] Ciò non implica necessariamente l'esistenza di un profondo oceano sulla loro superficie. Considerando infatti la vicinanza alla loro stella, la massa d'acqua potrebbe essersi raccolta in una densa atmosfera sotto forma di vapore, oppure, in alternativa, potrebbe esistere in uno stato supercritico tra un nucleo roccioso e un'atmosfera composta da idrogeno ed elio.[5] In questo secondo caso, i due pianeti sarebbero dei nani gassosi o mininettuno. In effetti, prima della determinazione della loro massa, Kepler-138 d era stato indicato proprio come esemplificativo di questa classe di pianeti,[7] mentre Kepler-138 c era stato indicato come una probabile super Terra.[4]

Infine, il quarto pianeta, Kepler-138 e, se la sua esistenza sarà confermata, orbiterebbe attorno alla stella in 38 giorni, ad una distanza di 0,18 au, con una massa pari al 43% di quella terrestre. È stato ipotizzato che possa trattarsi di un ulteriore pianeta di tipo roccioso nel sistema, sebbene il suo diametro non sia noto, non essendone stati osservati dei transiti. Quest'ultimo pianeta potrebbe orbitare in prossimità del bordo interno della zona abitabile del sistema,[5] così come vi orbiterebbe il terzo pianeta.[14] Gli altri due, invece, risultano troppo vicini alla stella.

Prospetto del sistema

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Segue un prospetto dei componenti del sistema planetario di Kepler-138, in ordine di distanza dalla stella.[15]

PianetaTipoMassaRaggioPeriodo orb.Sem. maggioreEccentricitàScoperta
broccioso0,07 M⊕0,64 r⊕10,31 giorni0,0753 au0,022014[16]
csuper Terra (oceanico?)2,3 M⊕1,51 r⊕13,78 giorni0,0913 au0,0172014[17]
dmininettuno (oceanico?)2,1 M⊕1,51 r⊕23,09 giorni0,128 UA0,012014[1]
droccioso0,43+0,21
−0,10 M⊕		—38,23 giorni0,18 UA0,1122022[18]

Note

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  1. ^ a b c d e (EN) Planet Kepler-138 d, in Enciclopedia dei pianeti extrasolari, Exoplanet.eu.
  2. ^ a b c d e f g h SIMBAD.
  3. ^ a b Dato stimato sulla base del Gaia Data Release 2 (2020). Cfr. C. Piaulet et al., 2022.
  4. ^ a b c d e f g D. Jontof-Hutter et al., 2015.
  5. ^ a b c d e f g h i j C. Piaulet et al., 2022.
  6. ^ a b (EN) A. McQuillan, T. Mazeh e S. Aigrain, Stellar Rotation Periods of the Kepler Objects of Interest: A Dearth of Close-in Planets around Fast Rotators, in The Astrophysical Journal Letters, vol. 775, n. 1, settembre 2013, pp. 1-4, DOI:10.1088/2041-8205/775/1/L11, L11.
  7. ^ a b c d e f g (EN) D. M. Kipping et al., The Hunt for Exomoons with Kepler (HEK). IV. A Search for Moons around Eight M Dwarfs, in The Astrophysical Journal, vol. 784, n. 1, marzo 2014, pp. 1-14, DOI:10.1088/0004-637X/784/1/28, 28.
  8. ^ a b (EN) A. Claret e S. Bloeman, Gravity and limb-darkening coefficients for the Kepler, CoRoT, Spitzer, uvby, UBVRIJHK, and Sloan photometric systems, in Astronomy & Astrophysics, vol. 529, 2011, pp. 75-79, DOI:10.1051/0004-6361/201116451. Cfr. D. Jontof-Hutter et al., 2015.
  9. ^ a b (EN) P. S. Muirhead et al., Characterizing the Cool Kepler Objects of Interests. New Effective Temperatures, Metallicities, Masses, and Radii of Low-mass Kepler Planet-candidate Host Stars, in The Astrophysical Journal Letters, vol. 750, n. 2, maggio 2012, pp. 1-6, DOI:10.1088/2041-8205/750/2/L37, L37. Cfr. C. Piaulet et al., 2022.
  10. ^ Elaborazioni del gruppo di ricerca sugli esopianeti dell'Università di Kyoto.
  11. ^ Come è possibile evincere dal software di simulazione astronomica Stellarium
  12. ^ (EN) Kepler, su nssdc.gsfc.nasa.gov, NASA Space Science Data Coordinated Archive. URL consultato il 20 dicembre 2022.
  13. ^ a b (EN) Jason F. Rowe et al., Validation of Kepler's Multiple Planet Candidates. III. Light Curve Analysis and Announcement of Hundreds of New Multi-planet Systems, in The Astrophysical Journal, vol. 784, n. 1, marzo 2014, pp. 1-20, DOI:10.1088/0004-637X/784/1/45, 45.
  14. ^ a b c Maura Sandri, I due mondi acquatici di Kepler-138, su media.inaf.it, Istituto nazionale di astrofisica, 16 dicembre 2022. URL consultato il 20 dicembre 2022.
  15. ^ I dati riportati nel prospetto sono ripresi dalla tabella 2 presente nell'articolo di C. Piaulet et all., 2022.
  16. ^ (EN) Planet Kepler-138 b, in Enciclopedia dei pianeti extrasolari, Exoplanet.eu.
  17. ^ (EN) Planet Kepler-138 c, in Enciclopedia dei pianeti extrasolari, Exoplanet.eu.
  18. ^ Kepler-138 Overview, su exoplanetarchive.ipac.caltech.edu, NASA Exoplanet Science Institute.

Bibliografia

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Voci correlate

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Altri progetti

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Collegamenti esterni

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