Il metodo dei transiti per la scoperta di pianeti extra solari è ormai ben noto e ha dato risultati più che positivi. Come già accennato altre volte, esso si basa sulla perdita di luce di una stella causata dal passaggio davanti a lei di un pianeta. Seppure la variazione è normalmente estremamente piccola, le tecniche odierne sono abbastanza sensibili per determinare la variazione di luce in modo preciso e sicuro. Ovviamente i pianeti che si scoprono in tal modo devono essere abbastanza grandi.
Per la stella WASP-3, nella costellazione della Lira, che dista 700 Anni Luce da noi, si è però fatto un passo avanti. La nuova tecnica prende il nome di TTV (Transit Timing Variation, ossia: variazione dell’istante di transito) e si basa sulla misurazione dell’istante in cui un pianeta (normalmente grande, come si diceva prima) transita davanti alla stella in funzione del tempo. Se il pianeta non fosse disturbato nella sua orbita, la fase di passaggio dovrebbe ripetersi con un periodo costante. Se però ci fosse nei pressi un altro pianeta, anche molto più piccolo, ecco che la traiettoria del più grande verrebbe leggermente perturbata con conseguente anticipo o ritardo rispetto ai tempi calcolati per il transito.
Per questa ricerca si sono utilizzati un telescopio da 90 cm dell’Università di Jena e uno da 60 cm in Bulgaria. Il pianeta da studiare era WASP-3b con una massa di 630 volte quella terrestre.
La parte alta della figura indica schematicamente il transito del pianeta WASP-3b davanti alla sua stella. La parte bassa è invece la relativa “curva di luce” del fenomeno, in cui si nota molto bene la caduta di luce dovuta al passaggio del pianeta.
Si sono studiati numerosi transiti del pianeta, osservando che vi era un periodico cambiamento negli istanti di transito. Questo poteva essere causato solo dalla presenza di un pianeta perturbatore. Studiando l’andamento della variazione in funzione del tempo si è giunti alla conclusione che l’intruso doveva avere una massa di circa 15 volte quella della Terra e un periodo orbitale di 3.75 giorni. Esso è esterno al pianeta più grande.
La variazione degli O-C (tempi osservati-tempi calcolati) relativi agli istanti di transito di WASP-3b davanti alla stella. I pallini rossi e blu sono le determinazioni della variazione periodica riscontrata. Se il pianeta non fosse stato disturbato, i punti dovevano sistemarsi su una retta parallela all’asse delle ascisse. La presenza di un altro piccolo pianeta ha invece causato l’andamento periodico che è stato determinato essere dovuto ad un oggetto di sole 15 masse terrestri, più esterno rispetto al gigante, ossia a WASP-3c.
Il metodo, di tipo indiretto, è molto interessante e apre nuove strade per giungere finalmente a pianeti grandi come il nostro. Per esempio, un pianeta di una massa terrestre potrebbe, in condizioni favorevoli, causare variazioni nei tempi di transito di un $gigante$ gioviano più vicino alla stella anche dell’ordine del minuto, facilmente rilevabili. Si potrebbero utilizzare strumentazioni terrestri di piccolo diametro, almeno per quanto riguarda la fase di scoperta. Poi si lascerebbe il compito a qualche telescopio più grande per gli studi più accurati. Nel caso di WASP-3c si userà, infatti, il 10 metri di Hobby-Eberly in Texas.
Un modello schematico del sistema planetario di WASP-3. Il pianeta più grande è molto vicino alla stella e le orbita attorno con un periodo di soli 1.84 giorni. WASP-3c è più esterno e ha un periodo di 3.75 giorni. La configurazione dei due pianeti è molto vicina a quella che in gergo si chiama “di risonanza”, ossia il rapporto dei periodi è molto vicino al rapporto tra numeri interi (vedi le risonanze di Giove nella fascia asteroidale…)
Benissimo caro Enzo, ci siamo a scoperte entusiasmanti, vista la messa in opera di strumenti del tipo di cui ai parlato nel precedente articolo e, non dimentichiamo, della sempre importante presenza di perfezionati telescopi spaziali.
Continuiamo poi anche ad ascoltare il cielo, ma quello, a mio parere, è un discorso a parte, complesso e che non è detto dia frutti: anche se ciò non indicherà niente lo stesso per via di altissime variabili.
Per fare in modo che l’ascolto possa dare frutti, bisognerebbe orientare le “orecchie” verso esopianeti che presentino dati interessanti anche sullo spettro, ovvero l’analisi della composizione chimica dell’atmosfera…
@Max,
bisognerebbe… ma prima bisogna scoprirli e poi essere in grado di averne lo spettro… Per adesso è già tanto che si scoprano oggetti sempre più piccoli…
Soltanto 20 anni fa ti avrebbero riso dietro se avessi detto di poter osservare un pianeta poco più grande della Terra a 700 anni luce. Cosa si osserverà tra venti anni?
@michele: se in circa dieci-quindici anni si sono scoperti circa 300 esopianeti gioviani, in altri 10 anni si scopriranno almeno altri 300 esopianeti di massa terrestre… almeno credo io.
cmq sarà entusiasmante in ogni caso…
In venti chi può dirlo…