Esopianeti: scoperte e osservazioni

Esistono pianeti che orbitano attorno ad una stella e che potrebbero essere abitabili. C’è dunque vita al di fuori del sistema solare?

Che cos’è un esopianeta? Secondo molti un esopianeta è un pianeta con caratteristiche simili a quelle della terra. Comunque per quanto popolare possa essere questa definizione, quella vera è un’altra: un esoplaneta è un pianeta che non appartiene al sistema solare e che orbita attorno ad una stella diversa dal Sole.

Che cos ‘è un esopianeta?

Per essere definito pianeta, un corpo celeste deve rispondere a tre criteri. Il primo, orbitare attorno ad una stella. Se la stella in questione non è il Sole, questo corpo celeste si definisce esoplaneta o pianeta extrasolare. Comunque sia, se diamo un’occhiata al nostro sistema solare, sono molti gli oggetti che ruotano attorno al Sole come gli asteroidi.

Questo ci porta al secondo criterio: la massa del pianeta deve essere minore della massa della stella, ma maggiore della massa di un asteroide, in questo modo ha la massa sufficiente per ruotare in base alla forza di gravità.

Il terzo e ultimo criterio: non ci devono essere altri corpi celesti sulla stessa orbita. Ecco perché Plutone nella classifica viene considerato un pianeta nano.

Ci sono tantissime stelle e uno potrebbe pensare che ci debbano essere un sacco di esopianeti là fuori. Ad oggi, gli scienziati ne hanno individuati circa 2.000. I ricercatori hanno iniziato ad osservare i piani extrasolari solo di recente, circa 20 anni fa.

Allo stesso tempo, è difficile poter dire esattamente quando gli astronauti abbiano scoperto un esopianeta per la prima volta. Potrebbe essere successo nel 1995 quando una coppia di scienziati svizzeri, Mayor e Kelos, hanno dimostrato che esiste un pianeta simile a Giove e che orbita attorno alla stella 51 Pegasi.

Alla ricerca degli esopianeti

Il primo metodo si basa sullo studio dei movimenti di una determinata stella che si decide di studiare. Si sa che stelle e pianeti interagiscono tra loro, ma non si tratta solo di questo e del fatto che un pianeta orbiti attorno ad una stella; la stella è il centro dell’intero sistema solare il cui centro di gravità è localizzabile vicino al centro della stella.

Un pianeta è un elemento troppo piccolo e non è possibile studiarlo analizzando i suoi parametri dalla terra o dai satelliti localizzati nella sua vicinanza. Tuttavia quello che potrebbe essere analizzato è lo spettro di emissione. Dato che la stella si muove, il suo spettro produrrà quello che è stato definito effetto Doppler. Dopo averla isolata e misurata durante un certo periodo di tempo, uno può calcolare il periodo di rotazione della stella. Conoscendo la massa della stella e il suo periodo di rotazione, uno può calcolare la massa del pianeta. Ecco fatto, abbiamo appena scoperto un esopianeta! Di fatto, la metà degli esopianeti conosciuti sono stati scoperti usando questo semplice metodo.

Il prossimo metodo sembra più semplice, ma in realtà è più complesso. Si basa sull’osservazione del modo in cui le ombre di un pianeta si muovono in relazione alla struttura discoidale della stella. Se allineassimo un telescopio con il presunto piano orbitale del pianeta in analisi, osserveremmo che prima o poi il bagliore della stella diminuirebbe, per via dell’eclisse parziale della stella causata dal passaggio di un pianeta attorno alla struttura discoidale.

Ma questo metodo ha i suoi lati negativi. In primo luogo il bagliore diminuisce solo di un 0,0002% il che spiega la necessità di un set di strumenti ad alta precisione. In secondo luogo, la stella potrebbe avere delle macchie più scure per via delle quali potrebbe essere scambiata per un pianeta di passaggio. Terzo, la spazzatura che si trova nello spazio può interessare il bagliore stellare e quindi intaccare i risultati della ricerca.

C’è un altro metodo chiamato microlensing. Secondo la teoria della gravità, i corpi fisici creano una distorsione nello spazio circonstante (quanto più grande è un corpo celeste, più profonda sarà la distorsione). Di conseguenza, se un oggetto grande passa tra un ricercatore e un oggetto di ricerca, la distorsione che ne resulta potrebbe portare alla registrazione di un bagliore più intenso in relazione all’oggetto studiato, bagliore che ricorda quello di un lampo.

Questo lampo potrebbe essere visto solo se il bagliore dell’oggetto è debole. Anche quando le condizioni sono favorevoli, è altamente improbabile che questo accada, quindi gli astronomi dovranno tener d’occhio una moltitudine di stelle nello stesso tempo in attesa del lampo che potrebbe arrivare da un momento all’altro. Si è iniziato a tenere seriamente in considerazione questo metodo di osservazione con l’invenzione dei dispositivi ad accoppiamento di carica CCD, come quelli che si trovano nelle macchine fotografiche digitale, dato che lo ha reso più affidabile.

Ci sono varie ragioni per via delle quali il microlensing è considerato un sistema utile per certi astronomi. In primo luogo, è il metodo di ricerca più affidabile. In secondo luogo, il telescopio usato per la ricerca degli esopianeti non ha bisogno di essere allineato con il piano orbitale della stella.

Il quarto metodo di scoperta è piuttosto divertente, oltre che funzionale. Permette la conferma della presenza di un pianeta extrasolare attraverso lo studio dell’attività della stella. Il concetto è il seguente: se si osserva l’attività periodica di una stella, si può vedere se il ciclo è disturbato per una qualche ragione. Se lo è il perché è piuttosto semplice: c’è un altro corpo celeste che esercita un’influenza sull’attività della stella, e molto probabilmente è un esopianeta. È un modo molto pratico per scoprire gli esopianeti che orbitano attorno a delle stelle di neutroni o pulsar che si caratterizzano da cicli rigidi e cadenzati.

Ci sono un paio di altri metodi per scoprire l’esistenza degli esopianeti, metodi che non sono ampiamente utilizzati: per esempio, gli esopianeti possono essere scoperti usando la misurazione dell’esatta localizzazione della stella, oppure dalla diretta osservazione delle immagini di un oggetto simile a un pianeta, immagini ottenute direttamente dai telescopi.

Perché ci interessano gli esopianeti?

Ci sono due ragioni principali. In primo luogo lo spazio è un mistero che ha da sempre attirato l’interesse dell’umanità e dato che le tecnologie avanzano, le persone potrebbero iniziare a usare nuove tecnologie per studiare i corpi celesti. Questo è accaduto con le stelle o con l’universo, e lo stesso può accadere con i pianeti.

Le persone sono sempre state curiose di sapere se ci fosse vita in altri pianeti al di fuori della Terra. In questo senso, gli esopianeti sono una materia molto interessante. Ogni volta che si scopre un esopianeta in una “zona abitabile”, la notizia riempie le testate di tutti i giornali e forse è la ragione per cui molte persone credono che un esopianeta è un “pianeta simile alla terra”. Una zona abitabile è una regione dello spazio dove alberga una stella e dove non faccia né troppo freddo, né troppo caldo di modo tale da permettere l’esistenza di forme di vita organica che si sostentano con l’acqua.

Questa zona “né troppo fredda, né troppo calda” si definisce in base alla distanza tra l’esopianeta e la stella. Analizzando il riflesso dello spettro dell’esopianeta in questione, uno può stimare se questo pianeta possa avere acqua oppure no. Sfortunatamente, le moderne tecnologie ci permettono solo di giungere a conclusioni semi-accurate basate su certi parametri planetari.

Per esempio, non tanto tempo fa il telescopio Kepler ha scoperto un esopianeta sul confine tra le costellazioni del Cigno e quella della Bilancia chiamato Kepler 452b e istantaneamente battezzato dai media come “la nuova Terra”.

Kepler-452b orbita attorno a una stella che è solo il 10% più pesante rispetto al Sole. Il suo ciclo orbitale è di 385 giorni, molto simile a quello della Terra. Kepler-452b ha una superficie dura e la massa eccede di un 60% rispetto a quella della Terra. In definitiva è un pianeta abbastanza simile alla Terra.

Queste erano le buone notizie. La brutta notizia è che si trova a 1.400 anni luce dalla terra e per darvi un senso delle dimensioni, la stella più vicina alla Terra (escludendo il Sole) è solo a 4,2 anni luce di distanza. Comunque sia, sarebbe affascinante scoprire che Kepler-452b è abitabile, non trovate?

 

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