SFRUTTARE UN RARO ALLINEAMENTO PLANETARIO

Guardando la Terra ‘seduti’ su Giove

Osservare, in modo indiretto, alcune caratteristiche dell’atmosfera terrestre impresse nella luce solare riflessa da Giove in occasione di un allineamento planetario. L’indagine fuori dagli schemi, realizzata da un team di ricercatori guidato da Paolo Molaro, astronomo dell’INAF, ha rivelato dei risultati inattesi

Il Sole come sarebbe apparso da un osservatore sulla superficie di Europa, una delle lune di Giove, durante il suo transito il 5 gennaio 2014. Crediti: INAF-Marco Galliani

La Terra (il puntino nero in basso a destra davanti al Sole) come sarebbe apparsa a un osservatore sulla superficie di Europa, una delle lune di Giove, durante il suo transito il 5 gennaio 2014. Crediti: INAF-Marco Galliani

Sfruttare un raro allineamento planetario per osservare, in modo indiretto, alcune caratteristiche dell’atmosfera terrestre impresse nella luce solare riflessa da Giove. Un’indagine senza dubbio fuori dagli schemi e che ha mostrato alcuni aspetti sorprendenti, realizzata da un team di ricercatori guidato da Paolo Molaro, astronomo dell’INAF presso l’Osservatorio Astronomico di Trieste. I dati sono stati raccolti il 5 gennaio 2014, giorno in cui si è verificato l’allineamento tra Sole, Terra e Giove. L’allineamento di due pianeti rispetto al Sole è un evento raro: Venere e Terra si trovano esattamente nella stessa direzione della nostra stella solo una volta ogni 105,5 o 121,5 anni, mentre per il prossimo allineamento Sole-Terra-Marte bisognerà aspettare fino al 2084. In questi allineamenti, il pianeta più esterno vede l’altro sfilare davanti al Sole. Durante il transito del 5 gennaio 2014 un osservatore su Giove avrebbe quindi visto passare la Terra passare davanti al disco solare. Impossibile dunque seguire da noi l’evento. Anzi, non proprio, se si ‘osserva’ il transito usando il pianeta esterno come uno specchio. Così hanno pensato Molaro e i suoi colleghi, che hanno studiato gli effetti del transito della Terra davanti al Sole usando la luce solare riflessa da Giove.

Una impresa non nuova a questi scienziati, che avevano utilizzato lo stesso principio in occasione del transito di Venere nel 2012, in quel caso sfruttando la luce riflessa dalla Luna. «Nel caso del transito del 2014, è stato un po’ come osservare il passaggio della Terra davanti al Sole standosene comodamente seduti su Giove. O più precisamente, su una delle sue lune – Ganimede o Europa – perché il pianeta gigante, a causa della sua elevata velocità di rotazione e della sua turbolenta atmosfera , non si può certo definire uno specchio ideale» dice Molaro, primo autore dello studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. L’obiettivo scientifico delle osservazioni era di rilevare l’impronta dell’atmosfera terrestre nella luce solare riflessa e di misurare un piccolo spostamento nelle posizioni delle righe spettrali provocato dalla occultazione di una parte del disco solare. Effetti che verranno utilizzati per studiare le proprietà dei pianeti extrasolari durante i transiti davanti alla loro stella.

Le osservazioni sono state effettuate presso il Telescopio Nazionale Galileo dell’INAF a La Palma, sulle Isole Canarie, e al telescopio da 3,6 metri dell’Osservatorio Australe Europeo (ESO) di La Silla in Cile, gli unici al mondo in grado di osservare il transito grazie a spettrografi con la precisione necessaria. Con loro grande sorpresa, il gruppo di astronomi si è trovato ad osservare anche un nuovo fenomeno, del tutto imprevisto. Invece della prevista diminuzione della luminosità dovuta alla parziale eclissi solare, in realtà è stato registrato un aumento. «All’inizio abbiamo pensato di aver commesso un errore durante le osservazioni, o che qualcosa nella strumentazione non avesse funzionato correttamente. Abbiamo ricontrollato tutte le possibili cause senza trovare nulla di insolito o sbagliato» ricorda Molaro. «Finalmente, dopo quasi un anno, ci siamo resi conto di cosa fosse successo, e passo dopo passo siamo riusciti a interpretare ciò che aveva visto: un nuovo effetto fisico mai misurato prima».

Immagine mette in evidenza l'aumento di luminosità intorno all'ombra di un astronauta sulla Luna (a destra) e dell’astronomo Simone Zaggia nel deserto del Paranal (a sinistra) che mostra in entrambi i casi l’aumento di luminosità intorno all’ombra della testa. L’aumento è più forte sulla Luna a causa dell’assenza di atmosfera

L’immagine mette in evidenza l’aumento di luminosità intorno all’ombra di un astronauta sulla Luna (a destra) e dell’astronomo Simone Zaggia nel deserto del Paranal (a sinistra).  L’aumento è più marcato sulla Luna a causa dell’assenza di atmosfera

«Ricordate l’immagine in cui si può scorgere l’aumento di luce che circonda l’ombra della testa degli astronauti sulla Luna?» commenta Mauro Barbieri, dell’Università di Atacama. «Beh questo è più o meno quello che è successo anche durante le nostre osservazioni. Un effetto particolare che si verifica perché le lune di Giove Europa e Ganimede non hanno atmosfera e la luce dalla sorgente, ossia il Sole, viene da dietro l’osservatore che sta sulla Terra. L’aumento della luminosità osservato avviene solo quando l’allineamento è perfetto. Durante il passaggio davanti al disco solare, la Terra si è comportata come una lente virtuale, aumentando l’intensità della luce solare proveniente dalle zone del Sole immediatamente intorno la sua immagine proiettata. L’effetto sulle linee spettrali è stato esattamente l’opposto di quello provocato da un’eclissi, e di gran lunga più forte. «Il nostro modello spiega le osservazioni in ogni dettaglio», ha detto Simone Zaggia, astronomo dell’INAF-Osservatorio di Padova e co-autore del lavoro.

«Il prossimo allineamento tra il Sole, la Terra e Giove si verificherà nel 2026, e speriamo di avere una seconda possibilità di seguire questo nuovo allineamento per confermare le nostre teorie con il nuovo spettrografo ad alta risoluzione dell’European Extremely Large Telescope di 39 m di diametro, in costruzione sulle Ande Cilene», conclude Lorenzo Monaco, dell’Università Andres Bello a Santiago del Cile.

Per saperne di più:

  • l’articolo The Earth transiting the Sun as seen from Jupiter’s moons: detection of an inverse Rossiter-McLaughlin effect produced by the Opposition Surge of the icy Europa di Paolo Molaro, Mauro Barbieri, Lorenzo Monaco, Simone Zaggia e Christophe Lovis pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society