Fotografato il primo pianeta extrasolare?
Viva eccitazione per una ripresa storica, attesa da tempo. Il pianeta si trova a 230 anni luce di distanza e la sua atmosfera contiene vapore acqueo. Tra un paio di anni la conferma definitiva. In questa rubrica abbiamo già raccontato della scoperta di pianeti in orbita attorno ad altre stelle. Ad oggi si conoscono ben 117 sistemi planetari oltre al nostro, che ospitano 133 pianeti. Una casistica davvero impressionante, che fa la gioia degli astronomi ma non ancora quella dei semplici appassionati, ansiosi di vedere con i propri occhi uno di questi pianeti.
Stella e pianeta orbitano attorno al comune centro di massa.
Infatti la scoperta di questi corpi celesti sfrutta un fenomeno che si può rilevare soltanto con particolari strumenti astronomici. Quando un pianeta piuttosto massiccio orbita attorno ad una stella, la “strattona” obbligandola a descrivere un’orbita. Gli astronomi dunque, quando trovano che una stella sta ruotando attorno a qualcosa, ne deducono la presenza di un pianeta. Le misure permettono di stabilire la distanza, le caratteristiche dell’orbita del pianeta e persino una stima della sua massa, ma non permettono di vederlo direttamente.
E si capisce: la luminosità di una stella è milioni di volte superiore a quella del pianeta. Non c’è speranza di vedere un debolissimo puntolino vicino ad un astro abbagliante. Ci si deve accontentare del… Piacere intellettuale di vedere grafici che suggeriscono la presenza di pianeti.
Esiste però la possibilità di sfruttare un fenomeno peculiare che distingue le stelle dai pianeti. Tutti conoscono a memoria la frase “le stelle emettono luce propria, i pianeti invece riflettono la luce delle stelle”. In realtà questo è falso, soprattutto se stiamo parlando della luce infrarossa.
Questo tipo di radiazione viene emesso dai corpi caldi: un termosifone in una stanza buia appare nero per la visione umana, ma è splendente in luce infrarossa. I pianeti sono oggetti caldi, soprattutto quelli gassosi come Giove: dato che la gravità li comprime, i gas si scaldano e dunque emettono luce infrarossa. Anche le stelle – ovviamente – sono calde, ma la loro potenza raggiante si esprime soprattutto in luce visibile.
Se quindi si osserva un sistema planetario extrasolare selezionando solo la luce infrarossa, la differenza di luminosità tra stella e pianeta non è così drammatica. Con opportune misure – anche se raffinate e difficili – è possibile rilevare queste deboli luci vicino alle stelle. Purtroppo negli scorsi anni gli astronomi hanno gridato “Eureka!” troppo presto. Ogni volta che si andava a verificare se davvero si trattava di un pianeta, si scopriva che in realtà era una stella sullo sfondo.
Questa volta pare proprio che ci siamo: la fotografia a fianco rimarrà a lungo nei libri di testo. Con altissima probabilità, il puntolino rosso è la storica immagine del primo pianeta extrasolare! L’immagine è stata ripresa da un gruppo di astronomi europei con uno dei quattro enormi telescopi da 8,2 metri di diametro che si trovano nel deserto di Atacama, nel Cile del nord. La “stella madre” in alto a destra è una nana bruna, si trova a 230 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione dell’Idra. Alla distanza di 8 miliardi e mezzo di chilometri, 55 volte la distanza tra il Sole e la Terra, si trova il pianeta.
Gli astronomi europei autori della scoperta hanno usato un’astuzia: sono andati a studiare le stelle più piccole che si conoscono, le nane brune. Esse sono talmente piccole che non sono state in grado di accendere le reazioni nucleari che invece fanno risplendere le stelle normali, come il nostro Sole.
Quindi la differenza di luminosità infrarossa tra stella e pianeta è molto ridotta, in questo caso il pianeta è soltanto cento volte più debole della propria stella.
La prova inequivocabile che sia un pianeta arriva dall’analisi del suo spettro. Gli astronomi riescono a determinare la composizione chimica di tutto ciò che emette luce, studiando la composizione di questa luce, esattamente come con un prisma si scompone la luce del Sole nei vari colori.
Il risultato straordinario è che nello spettro del pianeta di trovano le impronte del vapore acqueo!
Di certo quindi non stiamo parlando di una debole stella, ma di un pianeta vero e proprio. La sua massa, secondo i modelli matematici, dovrebbe essere pari a 5 volte la massa di Giove. Si tratta quindi di un signor pianeta, parecchio massiccio.
E’ un oggetto molto giovane: essendosi formato “solo” 8 milioni di anni fa, si sta ancora contraendo per raggiungere le sue dimensioni finali. Questa contrazione innalza la temperatura, tanto che la sua “superficie” si trova alla notevole temperatura di 1000 gradi centigradi.
Il punto interrogativo nel titolo di questo articolo esprime il fatto che mancano alcune osservazioni per concludere che si tratta davvero della foto storica che tutti attendevano. Occorre verificare che il puntolino rosso segua un’orbita attorno alla stella. Sarà sufficiente attendere al più un paio di anni per misurare gli spostamenti.
La storica immagine: in basso a sinistra il pianeta, in alto a destra la stella madre. (Fonte: ESO)
Domande e risposte
Domanda: si dice che il pianeta Giove sia una stella mancata. Qual è esattamente il confine tra pianeta e stella?
Risposta: non esiste una definizione universalmente accettata. Gli astronomi calcolano che un pianeta che abbia una massa pari a 13 volte quella di Giove sia sul punto di accendersi come una stella. La compressione dei gas infatti è tale da far sì che nel nucleo si raggiunga la temperatura di circa 50 milioni di gradi. Ad una tale temperatura si innesca la fusione termonucleare del deuterio, un isotopo dell’idrogeno.
Domanda: sono già stati scoperti pianeti di taglia simile alla Terra?
Risposta: fino a poche settimane fa, si pensava che per la scoperta di pianeti di taglia terrestre fosse necessario portare i telescopi nello spazio. In questo modo, l’assenza di disturbo da parte dell’atmosfera, avrebbe reso possibili le misure raffinatissime del moto delle stelle.
Sorprendentemente, sul finire dell’estate astronomi americani ed europei hanno annunciato la scoperta di ben tre pianeti grandi quanto Nettuno, cioè solo 15-20 volte la Terra, come suggerisce la figura sopra. Questo straordinario traguardo rende i pianeti di taglia terrestre ormai alla portata degli astronomi.
Per amor di precisione, va detto che nel 1999 nell’ambito del programma MACHO si è rilevato un pianeta la cui massa poteva spaziare da 0,4 a 1,5 masse terrestri. Il problema è che si è trattato di una osservazione irripetibile. Infatti il pianeta, nel suo vagare galattico, è casualmente passato di fronte ad una stella, alterandone temporaneamente lo splendore.
Fonte: http://www.scuola.com
