Rilasciata la prima immagine diretta di un sistema multi-planetario con una stella simile al Sole
Il 22 luglio 2020, ESO (European Southern Observatory) ha rilasciato questa immagine, fatta dal telescopio terrestre VLT (Very Large Telescope), situato in Cile nel deserto di Atacama. L’oggetto rappresentato è TYC 8998-760-1, “il primo sistema multi-planetario rilevato in modo diretto attorno ad una stella giovane simile al Sole”, come viene definito nell’articolo scientifico relativo alla scoperta (trovate il link a fine articolo).
È un sistema planetario diverso dal nostro, lontano circa 300 anni luce da noi, la cui stella, che nell’immagine è in alto a sinistra, ha ben due pianeti giganti al suo fianco, i due puntini in basso a destra.
Finora gli scienziati hanno contato circa 4300 esopianeti, cioè pianeti che orbitano attorno a stelle che non siano il nostro Sole, e vi sono anche molti altri “candidati” in attesa di essere confermati come veri e propri esopianeti. Non bisogna immaginarsi solo pianeti simili a quelli che abbiamo nel Sistema Solare, ma ne esistono anche di altre tipologie, come pianeti simili a Giove ma caldi, o pianeti rocciosi ma molto più grandi dei nostri (Superterre).
Due nuovi esopianeti su 4300 non sembra una grande percentuale…qual è dunque la rilevanza dell’immagine di VLT?
Come ha detto a ESO Matthiew Kenworthy, co-autore dell’articolo e professore associato all’Università di Leiden, “anche se gli astronomi hanno rivelato migliaia di pianeti nella nostra galassia, solo una piccola parte di questi esopianeti è stata vista in modo diretto”.
In altre parole, i pianeti non si lasciano fotografare facilmente.
Ad oggi infatti solo 140 pianeti sono stati osservati in modo diretto, e tra queste immagini solo altre due mostrano più di un pianeta legato alla stessa stella, ma è la prima volta che la stella in esame è molto simile al nostro Sole, anche se un po’ più giovane. Questo aiuta non solo lo studio della formazione e composizione dei sistemi planetari in generale, ma anche quella del nostro sistema solare, costituendone forse una fase precedente, data la somiglianza delle due stelle e la loro differenza d’età.
Una delle difficoltà sta nel distinguere una stella dai suoi pianeti: bisogna avere una risoluzione del telescopio elevata e il sistema planetario non deve essere troppo compatto. In aggiunta, la stella è di gran lunga più luminosa dei pianeti, e copre la luce che noi vediamo da essi riflessa…è come se cercassimo di vedere una lucciola sotto il sole a mezzogiorno.
Una soluzione al problema è l’uso di uno strumento detto coronografo, che applicato al telescopio oscura parzialmente la luce della stella. Esso è stato utilizzato anche dallo strumento SPHERE di VLT, che ha catturato l’immagine. Se ne vede l’effetto sulla stella, che appare in una forma effettivamente strana.
I due pianeti nell’immagine sono pianeti gassosi, distanti 160 e 320 volte la distanza Terra-Sole del nostro sistema, molto più lontani dalla loro stella che i nostri giganti gassosi Giove e Saturno dal Sole. Tale fatto rende più facile la possibilità di ottenere un’immagine diretta perché il sistema è meno compatto. Un’altra caratteristica che ha reso possibile la produzione di questa immagine è la massa elevata dei due pianeti, rispettivamente di 14 e 6 volte quella gioviana, che conferisce loro una maggiore luminosità.
Spesso però neanche l’uso del coronografo è sufficiente, e gli astronomi hanno sviluppato dei metodi indiretti per rilevare l’esistenza di pianeti attorno ad altre stelle. Ad esempio, osservando una stella per un certo periodo si possono notare dei piccoli spostamenti attorno ad un punto, il centro di massa di un eventuale sistema planetario: la stella non è isolata, ma legata gravitazionalmente ad altri oggetti celesti, quali appunto i pianeti. Oppure, fermo restando che la luce della stella sovrasta quella dei pianeti, vi è un caso particolare in cui il pianeta riesce ad oscurare parzialmente la stella: l’eclisse, in cui il pianeta si sovrappone alla stella lungo la nostra linea di vista. Dunque, se si osserva costantemente una stella e si misurano periodiche diminuzioni di luminosità, è possibile che queste siano dovute ad un corpo non luminoso che passandole davanti ne oscura la luce.
Tra i metodi indiretti esistenti, i due appena illustrati (rispettivamente “metodo Doppler”, o “delle velocità radiali”, e “metodo del transito”) ad oggi sono i più utilizzati per scoprire nuovi candidati esopianeti.
Potremmo dire che i pianeti preferiscono far notare la loro presenza tramite effetti secondari, piuttosto che farsi immortalare direttamente. Si intende in realtà che con i metodi e gli strumenti a nostra disposizione fino ad ora, troviamo più difficile il cosiddetto “direct imaging” per i motivi precedentemente illustrati.
Tramite i metodi indiretti è possibile inferire alcune caratteristiche dei pianeti, come il periodo orbitale, le dimensioni, la composizione chimica dell’atmosfera…ma non tutte: per esempio sempre Matthiew Kenworthy aggiunge che “le osservazioni dirette sono importanti per la ricerca di ambienti che possano ospitare la vita”. Inoltre, nell’articolo originale si legge che TYC 8998-760-1 è perfetto “per studiare le proprietà dinamiche e chimiche di due pianeti giganti gassosi della stessa età e legati gravitazionalmente”.
Le caratteristiche particolari del sistema TYC 8998-760-1 hanno reso possibile la sua identificazione diretta, e possiamo dire che in questo caso i due esopianeti si sono rivelati dei veri…fotomodelli.F
Fonti
https://www.eso.org/public/news/eso2011/
http://exoplanet.eu/catalog/
https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso2011/eso2011a.pdf#page12 (Articolo originale)
Immagine: la stella TYC 8998-760-1 insieme a due pianeti gassosi del suo sistema. L’immagine è stata prodotta dallo strumento SPHERE del telescopio VLT di ESO. Credits: ESO/Bohn et al.
