Il primo spettro di luce visibile proveniente da un pianeta extrasolare

L’esopianeta 51 Pegasi b si trova a circa 50 anni-luce di distanza dalla Terra, nella costellazione del Pegaso. E’ stato scoperto nel 1995 e rimarrà per sempre ricordato come il primo esopianeta confermato che orbita intorno ad una stella ordinaria come il nostro Sole (prima di questo pianeta infatti, altri due ne furono scoperti ma in condizioni estreme poichè orbitanti intorno a pulsars). E’ anche ricordato come l’archetipo di hot Jupiter — una classe di pianeti ora conosciuta per essere relativamente comune, e che sono simili in dimensioni e massa a Giove, ma con orbite circumstellari molto più piccole.

Dal momento di quella fatidica scoperta, sono stati ad oggi confermati più di 1900 esopianeti in 1200 sistemi planetari differenti, ma, nell’anno del ventesimo anniversario dalla sua scoperta, 51 Pegasi b ritorna in prima linea ancora una volta per regalarci una nuova scoperta nello studio degli esopianeti.

Il team che ha realizzato questa rivelazione è stato condotto da Jorge Martins dall’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), e dall’Universidade do Porto, in Portogallo, il quale è attualmente un dottorando presso l’ESO in Cile. Hanno utilizzato lo strumento HARPS montato sul telescopio da 3.6 metri di diametro dell’ESO all’Osservatorio La Silla in Cile.

Attualmente, il metodo più conclamato per lo studio delle atmosfere degli esopianeti è di osservare lo spettro della stella che li ospita, filtrato attraverso l’atmosfera planetaria durante il transito dello stesso pianeta — una tecnica nota come spettroscopia a trasmissione. Un approccio alternativo è di osservare il sistema quando la stella passa di fronte al pianeta, che in primo luogo fornisce informazioni sulla temperatura dell’esopianeta stesso.

La nuova tecnica invece non si basa sulla ricerca di un transito planetario, e pertanto può potenzialmente essere utilizzata per studiare molti altri esopianeti. Essa consente allo spettro di luce riflessa dal pianeta di essere direttamente rivelato in luce visibile, vale a dire che differenti caratteristiche del pianeta che altrimenti sono inaccessibili con altri metodi, possono così essere ottenute e studiate.

Lo spettro della stella ospitante è utilizzato come riferimento per guidare la ricerca di una impronta di luce simile a quella che ci si aspetta quando la luce viene riflessa dal pianeta lungo il suo percorso orbitale intorno alla stella. Si tratta di un compito estremamente arduo dal momento che i pianeti sono molto poco luminosi a confronto delle loro brillanti stelle madri.

Il segnale dal pianeta è tra l’altro oscurato da altri minuscoli effetti di sorgenti rumorose (possiamo immaginare per analogia che la tecnica sia tanto difficile quanto riuscire a visualizzare il debole scintillio di un minuscolo insetto che vola intorno ad una brillante luce posta a distanza). Al presentarsi di queste avversità, il successo che si riesce ad ottenere quando si utilizzano i dati acquisiti con HARPS su 51 Pegasi b ci fornisce una incredibile prova delle sue potenzialità.

Jorge Martins spiega: “Questo tipo di tecnica di rivelazione è di grande importanza scientifica, dal momento che ci consente di misurare la reale massa del pianeta e l’inclinazione della sua orbita, parametri essenziali per una completa comprensione del sistema. Ci consente anche di stimare la riflettività del pianeta, o albedo, il quale può essere usato per ricavare la composizione di entrambe atomosfera e superficie del pianeta stesso.”

51 Pegasi b è stato scoperto avere una massa pari a circa metà di quella di Giove e un’orbita con una inclinazione di circa 9° nella direzione della Terra (il che significa che l’orbita vista dalla Terra è quasi interamente osservabile lateralmente, anche se l’inclinazione non è sufficiente a permetterci di vedere dei transiti). Il pianeta sembra essere anche più grande di Giove in diametro e altamente riflettente. Queste sono proprietà tipiche per un hot Jupiter che è molto vicino alla sua stella madre ed è esposto ad intensa luce stellare.

HARPS è stato fondamentale per il lavoro del team di ricerca, ma il fatto che questo risultato è stato ottenuto utilizzando il telescopio di 3.6 metri dell’ESO, che ha certamente un campo di applicazioni limitato con questa tecnica, è una notizia molto incoraggiante per gli astronomi. Strumentazioni esistenti come questa saranno preso superate da altre molto più avanzate montate in telescopi più grandi, come il Very Large Telescope  e il futuro European Extremely Large Telescope dell’ESO (ESPRESSO sul VLT, e a seguire altri strumenti ancora più potenti su telescopi molto più grandi come l’E-ELT, permetteranno un significativo aumento di precisione e potenza di raccolta, consentendo così la rivelazione di esopianeti più piccoli, mentre forniranno un aumento dei dettagli nei dati dei pianeti simili a 51 Pegasi b).

“Siamo ora in grande attesa per le prime luci dello spettrografo ESPRESSO sul VLT, così che potremo realizzare studi più dettagliati di questo ed altri sistemi planetari,” conclude Nuno Santos, dell’IA e Universidade do Porto, che è un co-autore del nuovo articolo.

La notizia originale è reperibile direttamente QUI dal sito ufficiale dell’ESO.