MISURE SUPER ACCURATE CON HARPS

Transito a effetto

Un team di astronomi italiani è riuscito a misurare con grande accuratezza un debole effetto di distorsione della luce solare, denominato Rossiter-McLaughlin, verificatosi durante l'ultimo transito di Venere davanti al sole il 6 giugno scorso. Con i telescopi della prossima generazione sarà possibile condurre analoghe indagini su altri sistemi planetari, per ricavarne informazioni su formazione ed evoluzione.

Il transito di Venere davanti al Sole è un fenomeno astronomico assai raro. Basti pensare che dall’avvento del telescopio e dalla sua prima osservazione con questo strumento, nel 1639, si è ripetuto finora solo sette volte. E’ grazie all’ingegno, ai calcoli e, non ultimo, allo spirito d’avventura degli astronomi, che le indagini condotte durante questi eventi ci hanno permesso di migliorare le nostre conoscenze sul Sistema solare e non solo. Ma oggi, nell’epoca dei telescopi spaziali e delle sonde automatiche che scorrazzano attorno ai pianeti, è ancora utile studiare il passaggio di un piccolo pianeta come Venere davanti alla nostra stella?

La migliore risposta a questa domanda ce la danno i risultati davvero eccezionali, per il livello di accuratezza raggiunto, di una misura difficilissima realizzata da un team di astronomi tutto italiano, per la quale è stato necessario utilizzare la strumentazione più avanzata in abbinamento ad una tecnica assai originale, che ha addirittura coinvolto la Luna come specchio astronomico naturale. La misura in questione è quella dell’effetto, verificatosi durante il transito di Venere davanti al Sole lo scorso 6 giugno, denominato Rossiter-McLaughlin. Un fenomeno che avviene quando un corpo celeste si trova a passare davanti a una stella, andandone a occultare una parte della sua superficie in rotazione e che si manifesta come una distorsione temporanea nei profili delle righe dello spettro di luce proveniente dalla stella eclissata. Questo fenomeno è stato già osservato in sistemi composti da due stelle che si eclissano vicendevolmente, ma diventa via via sempre più difficile da osservare quando il corpo celeste è della taglia di un pianeta, per giunta non così grande come ad esempio Giove ma piuttosto analogo per dimensioni alla Terra, proprio come è stato nel caso del transito di Venere.

La misura di questo debole effetto rilevabile nella luce proveniente da altri sistemi planetari grazie ai telescopi della prossima generazione come E-ELT (European Extremely Large Telescope) sarà un utile strumento nell’ambito della ricerca dei pianeti extrasolari. Gli astronomi potranno infatti conoscere importanti parametri orbitali in quei sistemi, in grado di migliorare anche le nostre conoscenze sulla storia della loro formazione.

“Fondamentale per il successo di questa missione è stato l’utilizzo dello spettrografo HARPS dell’ESO che ora, insieme al suo gemello installato al Telescopio Nazionale Galileo dell’INAF rappresenta lo stato dell’arte per le misure di velocità radiali degli oggetti celesti e il miglior cacciatore di sistemi planetari attorno ad altre stelle. L’entità dell’effetto misurato è comparabile al riuscire a registrare la velocità di una persona che cammina a passo lento  alla distanza di 150 milioni di chilometri, tanto quanto lo spazio che ci separa dal Sole. Non ci sono strumenti al mondo in grado di registrare variazioni così minuscole e in particolare se si hanno solo poche ore per poterle misurare” commenta Lorenzo Monaco, astronomo italiano in forza all’ESO, che ha fatto parte del team.

Ma il solo utilizzo di HARPS non sarebbe stato sufficiente per raggiungere questo risultato. Le osservazioni della luce integrata del Sole ad alta risoluzione sono infatti estremamente difficili da condurre, e per superare questo problema gli astronomi hanno puntato il loro strumento verso la Luna per captare la luce solare da essa riflessa. Per questo motivo il transito è stato osservato dagli astronomi in Cile quando in realtà non sarebbe stato possibile farlo, dato che in quella zona del pianeta era notte. Questa inusuale strategia ha imposto calcoli particolari per raggiungere i risultati sperati. “Il transito di Venere visto dalla Luna ha una tempistica leggermente differente rispetto a quello che si è osservato sulla Terra” commenta Simone Zaggia dell’Osservatorio Astronomico INAF di Padova, che ha partecipato alla missione. “La Luna era infatti 8 gradi davanti alla Terra e Venere ha raggiunto l’allineamento con il Sole e la Luna con circa due ore di ritardo. Il transito inoltre è stato leggermente più lungo di quanto osservato sulla Terra perché la Luna si trovava al di sopra del piano di rotazione della Terra attorno al Sole”.

Le osservazioni mostrano che l’eclisse parziale prodotta sul disco solare dal transito di Venere ha generato una modulazione nella velocità radiale del Sole di meno di un metro al secondo, ovvero appena 3 chilometri all’ora. “L’accordo con i modelli teorici è dell’ordine di pochi centimetri al secondo ed è un risultato strabiliante mai raggiunto prima” sottolinea Mauro Barbieri, dell’Università di Padova, che fa parte del team. “Tra l’altro questa variazione di velocità è comparabile con quella dovuta alle naturali espansioni e contrazioni della nostra stella, ma le nostre osservazioni ci hanno permesso comunque di rilevare chiaramente l’effetto Rossiter-McLaughlin durante il transito”.

I risultati ottenuti da queste osservazioni, le uniche di tipo puramente scientifico che siano state condotte sulla Terra in occasione dell’ultimo transito di Venere, saranno di grande aiuto per gli astronomi, che potranno misurare questo fenomeno in sistemi extrasolari, sfruttando appieno le potenzialità dei telescopi di nuova generazione come l’E-ELT. “Questa misurazione – dice Paolo Molaro, dell’Osservatorio Astronomico di Trieste dell’INAF, che ha guidato lo studio i cui risultati vengono pubblicato oggi online in un articolo della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters – preannuncia i clamorosi risultati che tra alcuni anni potranno ottenere i telescopi della classe di 40 metri dotati di spettrografi ad altissima risoluzione, aprendo di fatto un nuovo orizzonte nello studio delle proprietà orbitali di altri pianeti simili alla Terra che si trovano attorno ad altre stelle nella nostra Galassia”.

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