Ci sono diversi modi in cui vengono fatte le scoperte degli esopianeti. Il modo più ovvio per trovare un esopianeta è vederlo direttamente usando un telescopio. Non è così facile come sembra, perché i pianeti lontani sono così deboli che di solito si perdono nel bagliore luminoso delle loro stelle ospiti. Tuttavia, questo approccio ha avuto successo in alcuni casi.
La maggior parte degli esopianeti è stata trovata tramite transito, il che comporta la ricerca di un leggero oscuramento della stella ospite mentre il pianeta le passa davanti. Tuttavia, questo può essere utilizzato solo se la geometria dell’orbita del pianeta ci consente di vedere il transito dalla Terra.
Quando un pianeta orbita attorno a una stella, fa oscillare leggermente la stella. In linea di principio, utilizzando una tecnica di misurazione di precisione chiamata astrometria, questa oscillazione può essere osservata direttamente. È stato il primo metodo di rilevamento di esopianeti ad essere provato, ma ha avuto successo solo in una manciata di casi.
In pratica, è molto più facile rilevare la minuscola oscillazione causata da un pianeta in orbita osservando la velocità di una stella piuttosto che la sua posizione nel cielo. Questo può essere fatto usando tecniche spettroscopiche e il metodo risultante della “velocità radiale” ha avuto molto successo nel rilevare esopianeti.
Il metodo finale di scoperta è chiamato microlensing gravitazionale e richiede La teoria della relatività di Einstein. Questo mostra come la luce di un oggetto distante viene piegata quando una stella passa tra esso e l’osservatore. Il modello di curvatura è leggermente diverso se c’è un pianeta in orbita attorno alla stella.
Qui ci sono solo alcune delle molte scoperte di esopianeti che sono venute dall’uso di questi metodi astronomici.
Un pianeta con due soli: TIC 172900988 b
Il miglior cacciatore di pianeti della NASA al momento lo è TESS – il satellite Transiting Exoplanet Survey. Questo rileva gli esopianeti misurando il leggero oscuramento delle loro stelle ospiti quando un pianeta attraversa la linea di vista del telescopio verso di loro, secondo Nasa.
Questo può essere un processo lento, perché gli astronomi potrebbero aver bisogno di osservare diversi transiti per avere un quadro completo dell’orbita del pianeta – e potrebbero esserci mesi o anni tra i transiti, a seconda della velocità con cui orbita il pianeta. Ma nel caso di TIC 172900988 b, l’intero processo è stato velocissimo. Questo perché orbita attorno a due stelle e TESS l’ha visto transitare su entrambe. Ha anche osservato non meno di tre eclissi reciproche tra le stelle stesse. Mettere insieme tutte queste informazioni ha fornito ai ricercatori tutto ciò di cui avevano bisogno per calcolare l’orbita in dettaglio.
Pianeta nana bruna: CFHTWIR-Oph 98 b
Le nane brune sono oggetti enigmatici che non sono né stelle né pianeti. Con una massa da 15 a 75 volte quella di Giove, non sono in grado di sostenere le reazioni di fusione che fanno brillare le stelle, eppure si trovano nelle profondità dello spazio, invece di orbitare attorno a una stella come fanno i pianeti.
nane brune a volte si trovano in coppia, ma è solo di recente che ne è stato scoperto uno con quello che sembra essere un pianeta onesto in orbita attorno ad esso. La nana bruna in questione si chiama CFHTWIR-Oph 98, e la sua compagna planetaria – forse piccola quanto 4,1 masse di Giove – è stata avvistata nelle immagini scattate dal Telescopio spaziale Hubble.
Il nostro vicino di casa: Proxima Centauri c
Il vicino cosmico più vicino al sole è la nana rossa Proxima Centauri, a soli 4,25 anni luce di distanza. C’è stata una raffica di eccitazione nel 2016 quando un pianeta è stato trovato in orbita attorno a questa stella. È stata una scoperta particolarmente significativa, perché il pianeta (illustrato qui in un concept d’artista) sembra essere di dimensioni simili a terra e si trova nella zona abitabile della stella, il che significa che potrebbe potenzialmente ospitare la vita.
Poi, nel 2020, gli astronomi hanno annunciato la probabile scoperta di un secondo pianeta nello stesso sistema. Tuttavia questo, soprannominato Proxima Centauri c, ha meno probabilità di essere abitabile, in orbita così lontano da ricevere pochissimo del calore della stella.
Una super-Terra bollente: HD 108236 b
Una delle scoperte più interessanti fatte da TESS nel 2020 è stata una famiglia di quattro pianeti in orbita attorno a una stella simile al sole chiamata HD 108236. Descritti dai loro scopritori come “una super-Terra e tre sub-Nettuni”, questi coprono una gamma di pianeti taglie non trovate qui nel sistema solare – più grande della Terra ma più piccolo di Nettuno.
In quanto tali, il team di scoperta li ha descritti come “un laboratorio cosmico eccitante e opportuno per testare modelli di formazione ed evoluzione dei pianeti”. Di particolare interesse è il più interno dei quattro pianeti, la super-Terra HD 108236 b. Con oltre tre volte la massa del nostro pianeta, questo orbita 22 volte più vicino alla sua stella di quanto lo sia la Terra al sole. Questo gli conferisce un anno incredibilmente breve di soli 3,8 giorni e, ovviamente, lo rende troppo caldo per abitarlo. La NASA stima la sua temperatura superficiale a 1.500 gradi Fahrenheit (825 gradi Celsius).
L’orbita più strana: HD 106906 b
Questo enorme pianeta – circa 11 volte la massa di Gioveè uno dei pochi esopianeti ad essere scoperti mediante imaging diretto.
È stato originariamente trovato nel 2013 dall’Osservatorio di Las Campanas in Cile, ma è stato solo nel 2020 che i dettagli della sua orbita sono stati elaborati utilizzando i dati raccolti dal telescopio Hubble della NASA. Si è rivelata un’orbita davvero straordinaria: quasi 68 miliardi di miglia dalla sua stella binaria ospite, che è 730 volte più lontano della distanza tra la Terra e il sole. Questa enorme orbita offre al pianeta un anno incredibilmente lungo dell’ordine di 15.000 anni terrestri.
Un pianeta con microlenti simile alla Terra: OGLE-2019-BLG-0960 b
Ad oggi, sono stati trovati circa 120 esopianeti con la tecnica del microlensing gravitazionale. Molti di questi portano il bizzarro prefisso OGLE, perché sono stati rilevati dall’esperimento di lente gravitazionale ottica. Una delle scoperte più recenti, OGLE-2019-BLG-0960 b, è particolarmente significativa perché è il pianeta più piccolo mai trovato con questo metodo.
I suoi scopritori stimano che sia compresa tra 1,4 e 3,1 volte la massa della Terra e che orbiti attorno a una stella più piccola della nostra a una distanza da 1,2 a 2,3 volte la distanza della Terra dal sole. Il “BLG” nel nome di OGLE-2019-BLG-0960 b si riferisce al particolare campo di rilevamento in cui si trovava.
Avvistato da un radiotelescopio: TVLM 513b
L’astrometria è uno dei metodi più complicati utilizzati per trovare esopianeti, che prevede misurazioni molto precise della posizione di una stella per rilevare la minuscola oscillazione causata da un pianeta in orbita. Normalmente viene eseguita utilizzando telescopi ottici, ma nel 2020 la prima rilevazione astrometrica è stata effettuata tramite radioastronomia.
Questo ha utilizzato una rete continentale di radiotelescopi che si estende tra le Hawaii e Porto Rico per rilevare a Saturnopianeta di grandi dimensioni in orbita attorno a una stella nana ultra-fredda. I ricercatori hanno utilizzato l’oscillazione misurata per stabilire che il pianeta ha un periodo orbitale di circa 221 giorni.
Trovato in un’altra galassia: M51-ULS-1b
La maggior parte degli esopianeti trovati finora sono relativamente vicini in termini cosmici, generalmente entro circa 3.000 anni luce]. Questo è ancora ben all’interno del nostro galassia della Via Lattea, ma ci devono essere innumerevoli esopianeti anche in altre galassie. Il primo di questi è stato scoperto nel 2020, in agguato nella Whirlpool Galaxy Messier 5, a un’incredibile distanza di 28 milioni di anni luce. Chiamato M51-ULS-1b, è stato rilevato con il metodo di transito convenzionale ma utilizzando osservazioni a raggi X anziché luce visibile.
Il pianeta orbita attorno a un sistema binario a raggi X costituito da una normale stella simile al sole insieme a un oggetto molto più compatto come un stella di neutroni o buco nero. Questi sistemi sono potenti emettitori di raggi X, motivo per cui possono essere rilevati a enormi distanze.
Piccolo e veloce: GJ 367 b
Uno degli esopianeti scoperti più di recente – GJ 367 b, annunciato a dicembre 2021 – è anche uno dei più strani. Trovato utilizzando TESS, è un piccolo mondo, circa la metà della massa della Terra, ed è così vicino alla sua stella madre che completa un’intera orbita in sole 8 ore.
In altre parole, l ‘”anno” del pianeta è solo un terzo di un giorno terrestre! A una distanza di 31 anni luce, GJ 367 b è abbastanza vicino da consentire agli astronomi di studiarne le proprietà in dettaglio. Hanno capito che probabilmente ha una composizione simile a Mercurioe una temperatura superficiale ancora più elevata – fino a 2.700 ° F (1.500 ° C) sul lato diurno del pianeta. Inutile dire che è troppo caldo perché la vita esista lì, anche se è possibile che ci siano altri pianeti più abitabili che orbitano più lontano dalla stessa stella.
Una nuova atmosfera: GJ 1132 b
Quando GJ 1132 b è stato scoperto dall’osservatorio cileno Cerro-Tololo nel 2015, è stato salutato come l’esopianeta delle dimensioni della Terra più vicino conosciuto a quel tempo. Ciò ha reso abbastanza interessante dare un’occhiata più da vicino con il telescopio Hubble della NASA. Hubble è stato in grado di scrutare l’atmosfera del pianeta, dove ha fatto una scoperta sorprendente.
Sulla base di una combinazione di prove osservative e modelli computerizzati, gli scienziati ritengono che si tratti di un’atmosfera “secondaria” formata dall’attività vulcanica, dopo che le radiazioni della stella madre del pianeta hanno distrutto la sua atmosfera originale]. La nuova atmosfera, tuttavia, non è particolarmente ospitale, costituita da idrogeno molecolare, cianuro, metano e una foschia di aerosol.
Risorse addizionali
Per ulteriori informazioni sugli esopianeti, controlla “Immaginare gli esopianeti: Alla ricerca della vita nella galassia“di Michael Carroll e”Esopianeti: mondi nascosti e la ricerca della vita extraterrestre“di Donald Goldsmith. Inoltre, scopri di più sui metodi utilizzati per rilevare nuovi esopianeti presso l’ESA Come trovare un pianeta extrasolare pagina.
Bibliografia
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- NASA, “5 modi per trovare un pianeta”, accesso marzo 2022.
- NASA, “Cos’è una nana bruna?”, Accesso a marzo 2022.