In cerca di pianeti extra-solari

Esistono altre stelle intorno alle quali ruotano dei pianeti, proprio come il nostro intorno al Sole? Si tratta di una domanda tanto antica quanto l’astronomia “moderna”: già nel 1584, poco dopo la nascita della teoria copernicana, Giordano Bruno si interrogava sulla possibile esistenza di “innumerabili ed infiniti globi, come vi è questo in cui vivemo e vegetamo noi”. Purtroppo la tecnologia dell’epoca non era certo in grado di rispondere a tale quesito. Si è dovuto aspettare l’ultimo decennio del XX secolo per avere le prime conferme osservative e poter affermare che di pianeti extra-solari (ovvero al di fuori del sistema solare) ne esistono moltissimi.

Ad oggi, sono noti 353 pianeti extra-solari. A causa dell’estrema differenza di luminosità tra stelle e pianeti, la loro ricerca è estremamente difficile. Le tecniche per individuarli (come già accennato nel numero scorso) sono per lo più indirette: dall’osservazione delle proprietà di alcune stelle si può dedurre che intorno ad esse orbitano uno o più pianeti. In particolare, la comunità astronomica fa uso principalmente di tre metodi: la dinamica, l’occultamento e il lensing gravitazionale.

La tecnica dinamica per individuare i pianeti extra-solari si basa sul fatto che, in realtà, non è solo il pianeta a ruotare intorno alla stella: ruotano infatti entrambi intorno al loro comune centro di massa, anche se, a causa della massa molto più grande della stella, la sua orbita è molto più piccola e quasi impercettibile. Il moto della stella può essere identificato tramite misure accuratissime della sua posizione in cielo, oppure tramite lo spostamento Doppler della luce che emette. In questo modo, nel 1995 è stato scoperto il primo pianeta che orbita intorno ad una stella simile al Sole, chiamata 51 Pegasi, nonché la maggior parte dei pianeti extra-solari scoperti da allora.

La tecnica dell’occultamento è intuitivamente più immediata: quando un pianeta, durante la sua rivoluzione, passa davanti alla stella, eclissa parzialmente la sua luce per un certo intervallo di tempo. L’osservazione di variazioni periodiche di luminosità ha permesso di scoprire l’esistenza di svariati pianeti dal 2002 ad ora, ed è oggetto delle missioni spaziali CoRoT (lanciata nel 2006) e Kepler (lanciata nel marzo 2009).

Un altro metodo indiretto per cercare pianeti è il lensing gravitazionale, già discusso nei precedenti numeri di Futura (sia dal punto di vista astrofisico che storico): quando una stella passa tra noi ed un’altra stella più lontana, la stella intermedia modifica il percorso dei raggi provenienti dalla stella lontana. A seconda della massa della stella intermedia, l’effetto sulla stella lontana può essere osservato; inoltre, se la stella intermedia possiede uno o più pianeti, l’effetto sarà diverso e, quindi, potenzialmente individuabile. Si tratta di una tecnica nuova (la prima scoperta risale al 2004) e particolarmente promettente, in quanto può individuare pianeti a distanze molto maggiori rispetto agli altri due metodi. La scorsa settimana è stata annunciata la scoperta, da parte di una collaborazione tra le università di Salerno e di Lecce, del primo pianeta individuato, grazie al lensing gravitazionale, al di fuori della nostra Galassia, precisamente nella galassia Andromeda, la nostra “vicina”.

Infine, l’osservazione diretta di pianeti extra-solari è una tecnica estremamente all’avanguardia e richiede strumenti di altissima precisione. Finora pochissimi pianeti sono stati osservati direttamente, e tra essi un sistema multiplo di tre pianeti: si tratta tuttavia di oggetti molto massicci e lontani dalla loro stella, più simili a Giove che alla Terra. L’osservazione diretta di pianeti extra-solari di tipo terrestre sarà oggetto di missioni spaziali future, come il satellite Darwin, un progetto dell’Agenzia Spaziale Europea che potrebbe essere lanciato nel 2015.

CLAUDIA MIGNONE

Nell'illustrazione di G. Bacon è rappresentato il pianeta HD 209458, che orbita intorno ad una stella simile al Sole e dista 150 anni luce da noi. Scoperto nel 1999, questo pianeta è oggetto di intenso studio per cercare segnali di vita nella composizione chimica della sua atmosfera. (Immagine STScI/AVL)