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Next-Generation Transit Survey

gruppo di telescopi per ricerca esoplanetaria

Il Next-Generation Transit Survey (NGTS) è un osservatorio astronomico costituito da dodici telescopi riflettori in linea ad ampio campo visivo, ciascuno indipendente e con un'apertura di 20 centimetri, situati presso l'osservatorio del Paranal[1], in Cile. Diretto da un consorzio di università britanniche, svizzere e tedesche, è ospitato e situato adiacente a strutture direttamente gestite dall'Osservatorio Europeo australe (ESO) e condivide con esso i risultati delle proprie ricerche[2][3].

Next-Generation Transit Survey
La struttura ospitante i dodici telescopi
StatoCile (bandiera) Cile
LocalitàRegione di Antofagasta
Coordinate24°36′57″S 70°23′28″W
Altitudine2 518 m s.l.m.
ClimaClima desertico
Fondazionegennaio 2015
Sitongtransits.org/
Telescopi
Newtoniano12 * 20 cm
Mappa di localizzazione
Mappa di localizzazione: Cile
Next-Generation Transit Survey
Next-Generation Transit Survey

Progettato per funzionare autonomamente in modalità robotica e sfruttando la positiva esperienza del progetto SuperWASP, NGTS è stato sviluppato prevalentemente per scoprire e caratterizzare super Terre e esopianeti di dimensioni nettuniane, transienti, intorno a stelle vicine o con magnitudine inferiore a 13[4]. La particolare configurazione dei telescopi è ottimizzata e nel contempo limitata al rilevamento di pianeti extrasolari con orbite inferiori a 20 giorni.

Ogni singolo telescopio, consistente in una versione modificata[5] di telescopi commerciali costruiti da ASA, Astro system Austria,[6] è dotato di un astrografo da 20 cm con rapporto focale f / 2.8 e fotocamera retroilluminata CCD 2k × 2k a deplezione profonda (Deep Depletion CCD Camera, DD-CCD)[7][8] montata su un supporto a forcella orientabile in modo indipendente. Ogni unità ha un campo visivo di circa 3 × 3 gradi, corrispondente ad un campo visivo totale di circa 100 gradi quadrati, poco meno del campo visivo istantaneo[9] (IFOV) del telescopio Kepler.

Metodologia osservativa

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Dimostrazione osservativa della batteria di telescopi

Essendo una struttura automatizzata funzionante senza necessitare di supervisione in tempo reale, i puntamenti vengono programmati a cadenza giornaliera. I dati acquisiti vengono trasferiti al centro dati NGTS dell'Università di Warwick, Regno Unito, per essere analizzati con sofisticati algoritmi automatizzati che cercano le firme rivelatrici di un esopianeta transitante la stella ospite.

I rilevamenti effettuati da questi algoritmi, indicati come dati grezzi (raw data), vengono ulteriormente controllati e scremati in automatico e manualmente ed i pianeti candidati più interessanti vengono indagati con osservazioni di follow-up fotometriche e spettroscopiche utilizzando strutture maggiori quali CORALIE presente sul telescopio Eulero, a La Silla, o gli spettrografi HARPS ed ESPRESSO di ESO, utilizzando il metodo della velocità radiale[4]. NGTS è anche utilizzato per confermare eventi di transito segnalati dai telescopi TESS e della programmata missione PLATO.[10] Le curve di luce elaborate vengono rese disponibili alla comunità astronomica tramite l'archivio ESO Science Archive Facility di ESO[11] dopo un periodo proprietario della durata di un anno.

Le osservazioni di prima luce sono state acquisite a gennaio 2015[5] con un singolo telescopio e le prime indagini di transiti sono state effettuate con cinque strumenti ad agosto successivo, sino al raggiungimento della piena operatività con i dodici telescopi a febbraio 2016, nonostante le condizioni meteorologiche avverse di El Niño che in quel periodo perturbava l'atmosfera.

Il primo semestre di campionatura ha prodotto diverse dozzine di candidati pianeti che in combinazione con simulazioni effettuate sulle prestazioni del sistema osservativo hanno prospettato che per una durata quadriennale del sondaggio, il NGTS possa scoprire diverse super-Terre (pianeti con un raggio inferiore al doppio quello della Terra), decine di pianeti delle dimensioni di Nettuno (2-6 raggi terrestri) e più di 200 pianeti con un raggio maggiore di Saturno (6–22 raggi terrestri).[12]

Ricerca e risultati scientifici

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A dicembre 2022, nell'ambito del programma sono stati scoperti 23 pianeti extrasolari e due nana brune (NGTS-7 A b) e NGTS-19) di cui segue un prospetto.[13]i NGTS-14 A b è situato in un sistema stellare multiplo.

Tra le scoperte più significative, vi è quella del gioviano caldo NGTS-1 b, con una massa pari all'80% di quella di Giove, in orbita attorno ad una stella rossa di sequenza principale, aventi massa e raggio pari all'incirca alla metà di quelli solari. Prima di tale scoperta, era stato messo in dubbio che potessero esistere pianeti così massicci attorno ad una stella così piccola.[14]

Un'altra scoperta rilevante nell'ambito dello studio dei pianeti extrasolari, è stata quella del nettuniano caldo NGTS-4 b perché presenta una combinazione di caratteristiche relativamente alla massa e all'orbita che sono risultate piuttosto rare tra gli esopianeti. Si viene a collocare infatti nel cosiddetto "deserto nettuniano".[15][16]

Inoltre, NGTS-10 b è risultato, al momento della scoperta nel 2020, il gioviano caldo dal periodo orbitale più breve mai scoperto; il pianeta completa un'orbita attorno alla nana arancione NGTS-10 in 18 ore e 24 minuti.[17]

Le righe nella tabella sottostante evidenziate in rosa si è constatato essere nane brune orbitanti.

Stella Ascensione
retta 		Declinazione Costellazione Magn.
app. 		Distanza (pc) Tipo
spettro 		Pianeta Massa
(MJ) 		Raggio
(RJ) 		Periodo
rivoluzione
(g) 		Semiasse
maggiore
(UA) 		Eccentricità
orbitale 		Metodo di individuazione Anno
scoperta
NGTS-1 05h 30m 51s -36° 37′ 50″ Colomba 15,57 224,0 M05 b 0,812 1,33 2,647298 0,0326 0,016 Transito 2017
NGTS-2 14h 20m 29s -31° 12′ 07″ Centauro 10,96 360,3 F5 V b 0,67 1,536 4,5111204 0,0584 0 Transito 2018
NGTS-3 A 06h 17m 46s -35° 42′ 23″ Colomba 14,67 1010,0 G6 V + K1 V b 2,38 1,48 1,6753728 0,023 0? Transito 2018
NGTS-4 05h 58m 23s -30° 48′ 42″ Colomba 13,12 282,6 K2 V b 0,0648 0,2837 1,3373508 0,019 0 Transito 2018
NGTS-5 14h 44m 13s +05° 36′ 19″ Vergine 13,77 309,5 K2 V + M2 V b 0,229 1,136 3,3569866 0,0382 0? Transito 2019
NGTS-6 05h 03m 10s -30° 23′ 57″ Bulino 14,12 311,0 K4 V b 1,33 1,271 0,882058 0,016623 0 Transito 2019
NGTS-7 A* 23h 30m 05s -38° 58′ 11″ Scultore 15,50 152,67 M b[18] 62 1,07 0,67599 0,0139 - Transito 2019
NGTS-8 21h 55m 54s -14° 04′ 06″ Capricorno 13,72 434,3 K0 V b 0,93 1,09 2,4997 0,035 0,01 Transito 2019
NGTS-9 09h 27m 40s -19° 20′ 51″ Idra 12,80 619,7 F8 V b 2,9 1,07 4,43527 0,058 0,06 Transito 2019
NGTS-10 06h 07m 29s -25° 35′ 41″ Lepre 14,34 - K5 V + K5 V b 2,162 1,205 0,7668944 0,0143 0? Transito 2019
NGTS-11 01h 34m 05s -14° 25′ 09″ Balena 12,41 191,5 K2 V b[19] 0,37 0,823 35,455285 0,2 0,11 Transito 2020
NGTS-12 11h 44m 59s -35° 38′ 26″ Centauro 12,4 452,0 G4 V b 0,208 1,048 7,532806 0,0757 0? Transito 2020
NGTS-13 11h 44m 57s Centauro 12,70 647 G2 IV b 4,84 1,142 4,1190 0,0549 0,086 Transito 2021
NGTS-14 A 21h 54m 20s -38° 22′ 38″ Gru 13.2 322 K1 V + M3 V b[20] 0.092 0,44 3,5357 0.0403 0,0 Transito 2021
NGTS-15 04h 25m 27s Eridano 14,67 786 G6 V b 0,751 1,10 3,2762 0,0441 0 Transito 2021
NGTS-16 03h 53m 03s Fornace 14,36 898 G7 V b 0,067 1,30 4,8453 0,0523 0 Transito 2021
NGTS-17 04h 51m 36s Bulino 14,31 1040 G4 V b 0,764 1,24 3,2425 0,0391 0 Transito 2021
NGTS-18 12h 02m 11s Idra 14,54 1096 G5 V b 0,409 1,21 3,0512 0,0448 0 Transito 2021
NGTS-19* 15h 16m 31s -25° 42′ 17.24'' Bilancia 14,12 1223 K3 V b 69,5 1,34 17,84 0,129 0,37 Transito 2021
NGTS-20 46h 17m 33s -21° 56′ 01.1'' Eridano 11,7 1248 G1 IV b 2,98 1,07 54,18 0,313 0,43 Transito 2022
NGTS-21 24h 45m 02s -35° 25′ 40.23'' Scultore 14,8 20290 K3 V b 2,36 1,33 1,54 0,023 0 Transito 2022
HATS-54(NGTS-22)[21] 13h 22m 32s Fenice 13.91 719 G6 V b 1,015 0,753 2,544 0.0370 0 Transito 2018
NGTS-23 04h 41m 43s Orologio 14.01 990 F9 V b 0,613 1,267 4,076 0,0504 0 Transito 2022
NGTS-24 11h 14m 15s Macchina Pneumatica 13.19 724 G2 IV b 0,520 1,214 3,467 0,0479 0 Transito 2022
NGTS-25 20h 29m 40s Sagittario 14.26 516 K0 V b 0,639 1,023 2,823 0.0388 0 Transito 2022

Note

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  1. ^ Osservatorio del Paranal, su eso.org. URL consultato il gennaio 2021.
  2. ^   (EN) European Southern Observatory, ESOcast 71: New Exoplanet-hunting Telescopes on Paranal, su YouTube, 14 gennaio 2015. URL consultato il gennaio 2021.
  3. ^ (EN) ESO: The catalogue facility, su eso.org. URL consultato il gennaio 2021.
  4. ^ a b (EN) The Next-Generation Transit Survey — Paranal’s planet-hunting array, su eso.org. URL consultato il gennaio 2021.
  5. ^ a b Nuovi telescopi al Paranal per la caccia agli esopianeti, su eso.org, 14 gennaio 2015. URL consultato il gennaio 2021.
  6. ^ (EN) Sito ASA, su astrosysteme.com. URL consultato il gennaio 2021.
  7. ^ (EN) Deep Depletion CCD, su roper.co.jp. URL consultato il gennaio 2021 (archiviato dall'url originale l'11 marzo 2021).
  8. ^ (EN) Low Dark Current Deep-Depletion (LDC-DD) Technology, su andor.oxinst.com. URL consultato il gennaio 2021.
  9. ^ Fino a che distanza è possibile misurare? Conoscere il rapporto spot/distanza è determinante (PDF), su flirmedia.com. URL consultato il gennaio 2021.
  10. ^ R. G. West et al.
  11. ^ (EN) ESO Science Archive Facility, su archive.eso.org. URL consultato il gennaio 2021.
  12. ^ (EN) Richard G. West, Don Pollacco, Peter Wheatle et al., The Next Generation Transit Survey Becomes Operational at Paranal, in The Messenger, n. 165, gennaio 2016, p. 10, Bibcode:2016Msngr.165...10W.
  13. ^ I dati riportati nella tabella sono tratti dalla Enciclopedia dei pianeti extrasolari, salvo l'ascensione retta, la declinazione e la magnitudine apparente delle stelle, tratte dal database SIMBAD.
  14. ^ (EN) 'Monster' planet discovery challenges formation theory, su phys.org, 31 ottobre 2017. URL consultato il 6 gennaio 2021.
  15. ^ Eleonora Ferroni, C'è un “pianeta proibito” nel deserto nettuniano, in MEDIA INAF, Istituto nazionale di astrofisica, 29 maggio 2019. URL consultato il 23 dicembre 2020.
  16. ^ D. Bayliss et al., pp. 29-30, 2020.
  17. ^ D. Bayliss et al., p. 30, 2020.
  18. ^ *Nana bruna
  19. ^ Gill Samuel; Wheatley Peter J. et al., NGTS-11 b (TOI-1847 b): A Transiting Warm Saturn Recovered from a TESS Single-transit Event, in The Astrophysical Journal Letters, vol. 898, n. 1, luglio 2020, p. 8, Bibcode:2020ApJ...898L..11G, DOI:10.3847/2041-8213/ab9eb9.
  20. ^ (EN) NGTS-14Ab: a Neptune-sized transiting planet in the desert, in Astronomy & Astrophysics, n. 646, 6 gennaio 2021, DOI:10.1051/0004-6361/202039712.
  21. ^ Scoperto da HATNet, parametri aggiornati da NGTS.

Bibliografia

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