I DATI DEL CACCIATORE HARPS

La prima “luce visibile” di un esopianeta

51 Pegasi b è il primo esopianeta mai scoperto intorno a una stella simile al Sole. La nuova tecnica di osservazione sviluppata dai ricercatori avrà un brillante futuro, in particolare con l'avvento degli strumenti di nuova generazione, come EXPRESSO, sul VLT, e dei futuri telescopi come l'E-ELT

Questa visione artistica mostra l'esopianeta 51 Pegasi b, un "Giove caldo", a volte chiamato anche Bellerofonte, in orbita intorno a una stella a circa 50 anni luce dalla Terra nella costellazione settentrionale di Pegaso. È il primo esopianeta scoperto intorno a una stella normale, nel 1995. Vent'anni dopo, questo oggetto è anche il primo esopianeta di cui si osserva direttamente lo spettro in luce visibile. Crediti: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org)

Questa visione artistica mostra l’esopianeta 51 Pegasi b, un “Giove caldo”, a volte chiamato anche Bellerofonte, in orbita intorno a una stella a circa 50 anni luce dalla Terra nella costellazione settentrionale di Pegaso. È il primo esopianeta scoperto intorno a una stella normale, nel 1995. Vent’anni dopo, questo oggetto è anche il primo esopianeta di cui si osserva direttamente lo spettro in luce visibile. Crediti:
ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org)

Alcuni astronomi, usando il cacciatore di pianeti HARPS, installato sul telescopio da 3,6 metri all’Osservatorio di La Silla in Cile, hanno rilevato per la prima volta in modo diretto lo spettro di luce visibile riflessa da un esopianeta. Queste osservazioni hanno anche svelato nuove proprietà di questo oggetto famoso, il primo esopianeta mai scoperto intorno a una stella simile al Sole: 51 Pegasi b. Il risultato promette un brillante futuro a questa tecnica, in particolare con l’avvento degli strumenti di nuova generazione.

L’esopianeta si trova a circa 50 anni luce dalla Terra nella costellazione di Pegaso. Sia 51 Pegasi b che la sua stella madre 51 Pegasi sono tra gli oggetti che attendono un nome dal concorso pubblico dell’IAU NameExoWorlds (“Dai un nome ai pianeti extrasolari”). Il pianeta è stato scoperto nel 1995 e viene anche considerato come il tipico “Giove caldo” – una classe di pianeti extrasolari ormai ritenuta comune, simile in dimensione e massa a Giove, ma con un’orbita molto più vicina alla stella madre. Dal momento della storica scoperta sono stati confermati più di 1900 esopianeti in 1200 sistemi planetari, ma – nel ventesimo anniversario della scoperta – 51 Pegasi b torna ancora in pista per mostrare un nuovo progresso nello studio degli esopianeti. L’equipe che ha fatto questa misura è guidato da Jorge Martins dell’Istituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e dell’Universidade do Porto, Portogallo, al momento studente di Dottorato presso l’ESO in Cile.

Attualmente il metodo usato più diffusamente per esaminare l’aftmosfera dell’esopianeta è di osservare lo spettro della stella madre filtrato attraverso l’atmosfera del pianeta durante il transito – una tecnica nota come spettroscopia in trasmissione. Un approccio alternativo è quello di osservare il sistema quando la stella passa di fronte al pianeta, cosa che fornisce soprattutto informazioni sulla temperatura dell’esopianeta.

Questa immagine mostra il cielo intorno alla stella 51 Pegasi, nella costellazione settentrionale di Pegaso. Il primo esopianeta è stato scoperto, nel 1995, proprio in orbita intorno a questa stella. A vent'anni di di distanza questo stesso oggetto è anche il primo esopianeta di cui si misuri lo spettro in luce visibile. L'immagine è stata ottenuta a partire da materiale fotografico provienente dalla DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Crediti: ESO/Digitized Sky Survey 2

Questa immagine mostra il cielo intorno alla stella 51 Pegasi, nella costellazione settentrionale di Pegaso. Il primo esopianeta è stato scoperto, nel 1995, proprio in orbita intorno a questa stella. A vent’anni di di distanza questo stesso oggetto è anche il primo esopianeta di cui si misuri lo spettro in luce visibile. L’immagine è stata ottenuta a partire da materiale fotografico provienente dalla DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Crediti:
ESO/Digitized Sky Survey 2

La nuova tecnica non richiede un transito planetario e perciò può potenzialmente essere usata per studiare molti più esopianeti; permette di rilevare direttamente lo spettro del pianeta in luce visibile, il che significa che si possono dedurre le diverse caratteristiche del pianeta inaccessibili con altre tecniche. Lo spettro della stella madre viene usato come modello per la ricerca di una impronta di luce simile che dovrebbe essere riflessa dal pianeta durante l’orbita. Questo è un compito estremamente difficile poiché i pianeti sono veramente deboli rispetto alle abbaglianti stelle madre.

Il segnale proveniente dal pianeta viene anche sommerso facilmente da altri effetti molto piccoli e da varie sorgenti di rumore. La sfida è simile a cercare di studiare il debole bagliore riflesso da un minuscolo insetto che vola intorno a un lampada lontana. Di fronte a tali difficoltà, il successo della tecnica applicata ai dati di HARPS raccolti su 51 Pegasi b risulta di grande valore.

Jorge Martins ha spiegato: «Questo tipo di tecnica di rivelazione è di grande importanza scientifica poiché ci permette di misurare la reale massa del pianeta e l’inclinazione della sua orbita, che è essenziale per una comprensione completa del sistema. Permette inoltre di stimare la riflettività del pianeta, o albedo, che può essere usata per dedurre la composizione della superficie e dell’atmosfera del pianeta».

Si è trovato che 51 Pegasi b ha una massa circa la metà di quella di Giove e un’orbita con un’inclinazione di circa nove gradi rispetto alla direzione della Terra. Ciò significa che l’orbita del pianeta appare quasi di taglio se vista da Terra, anche se non abbastanza per dare luogo a un transito. Il pianeta sembra anche avere un diametro maggiore di quello di Giove e essere altamente riflettente. Queste sono proprietà tipiche di un Giove caldo, molto vicino alla stella madre e esposto a una luce stellare intensa.

HARPS è stato fondamentale per il lavoro dell’equipe, ma il fatto che il risultato sia stato ottenuto con il telescopio dell’ESO da 3,6 metri, con una gamma limitata di applicazioni di questa tecnica, è una notizia entusiasmante per gli astronomi. Le attrezzature esistenti saranno sorpassate da strumenti più avanzati su telescopi più grandi, come il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e in futuro l’E-ELT (European Extremely Large Telescope). ESPRESSO sul VLT e successivamente strumenti sempre più potenti su telescopi più grandi come l’E-ELT permetteranno un aumento significativo della precisione e dell’area di raccolta, favorendo la detezione di esopianeti più piccoli e allo stesso tempo aumentando il livello di dettaglio dei dati per i pianeti simili a 51 Pegasi b. «Stiamo aspettando con ansia la prima luce di ESPRESSO, lo spettrografo del VLT, così da poter fare studi più dettagliati di questo e altri sistemi planetari», ha concluso Nuno Santos, dell’IA e dell’Universidade do Porto, co-autore del nuovo articolo.

Per saperne di più:

  • Leggi QUI il comunicato stampa in italiano
  • Clicca QUI per leggere l’articolo pubblicato su Astronomy & Astrophysics: “Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b”, di J. H. C. Martins et al.