IL RISULTATO SU THE ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS

Piccolo pianeta errante senza stella

Un team internazionale di ricercatori, guidato dagli astrofisici del progetto Ogle dell’Osservatorio astronomico dell'Università di Varsavia, ha individuato il più piccolo pianeta solitario finora scoperto avvalendosi del microlensing gravitazionale.

     29/10/2020
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Rappresentazione artistica di un evento di microlensing gravitazionale di un pianeta interstellare. Crediti: Jan Skowron / Astronomical Observatory, University of Warsaw

Sono oltre quattromila gli esopianeti scoperti fino ad oggi e, sebbene molti di questi non assomiglino ai pianeti del nostro Sistema solare, hanno tutti una cosa in comune: orbitano attorno alla loro stella madre. O quasi.

Da qualche anno, infatti, non è insolito sentir parlare di pianeti interstellari, non legati gravitazionalmente a nessuna stella. Pianeti che si muovono nello spazio interstellare indipendenti da qualsiasi sistema planetario. Gli astronomi sospettano che si siano formati all’interno dei dischi protoplanetari quando le stelle erano in formazione – esattamente come avviene per i pianeti “ordinari” – e che siano stati poi espulsi dai loro sistemi planetari a causa di interazioni gravitazionali con altri pianeti presenti nel sistema. 

Sembra che la nostra galassia, la Via Lattea, sia piena di questi “pianeti orfani”, e una ricerca guidata dal team Ogle (Optical Gravitational Lensing Experiment) dell’Osservatorio astronomico dell’Università di Varsavia – i cui risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters – ha annunciato la scoperta del più piccolo pianeta vagabondo finora trovato: ha dimensioni simili a quelle terrestri.

La survey Ogle è un progetto di ricerca astronomica con alle spalle una lunga storia di rilevazioni del cielo. Le sue operazioni sono iniziate oltre 28 anni fa e attualmente gli astronomi di Ogle stanno utilizzando il telescopio dell’università di Varsavia situato all’Osservatorio di Las Campanas, in Cile. Ogni notte limpida, orientano il suo specchio primario da 1,3 metri di diametro verso le regioni centrali della nostra galassia e osservano centinaia di milioni di stelle, alla ricerca di quelle che cambiano la loro luminosità.

I ricercatori di solito scoprono gli esopianeti rilevando i cambiamenti nella luce di una stella – il cosddetto metodo dei transiti – oppure misurando lo spostamento della stella causato dall’interazione gravitazionale di un pianeta che le orbita attorno – il metodo delle velocità radiali. I pianeti interstellari, però, non emettono virtualmente radiazioni e – per definizione – non orbitano attorno a nessuna stella ospite, quindi non possono essere scoperti usando i metodi tradizionali di rilevamento. Senza una stella che aiuti a rivelarli, come vengono dunque osservati questi pianeti vagabondi?

Il metodo adottato dai ricercatori di Ogle fa ricorso alle microlenti gravitazionali  – o microlensing. È un fenomeno è previsto dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein: un oggetto massiccio (la lente) può deviare la luce di un oggetto luminoso presente alle sue spalle (la sorgente) rispetto a noi osservatori. La gravità agisce come un’enorme lente d’ingrandimento che piega e ingrandisce la luce delle stelle lontane.

«Se un oggetto massiccio (una stella o un pianeta), transitando, si frappone tra noi osservatori qui sulla Terra e una sorgente distante, la sua gravità può deviare e focalizzare la luce dalla sorgente. E l’osservatore misurerà un breve aumento di luminosità della stella sorgente», spiega Przemek Mroz del California Institute of Technology, primo autore dello studio. «Le possibilità di sfruttare il microlensing sono estremamente ridotte, perché tre oggetti – sorgente, lente e noi osservatorei – devono essere quasi perfettamente allineati», sottolienea Mroz. «Se osservassimo una sola stella-sorgente, dovremmo aspettare quasi un milione di anni per vederla subire l’effetto del microlensing».

Il telescopio polacco di 1,2 m dell’Osservatorio di Las Campanas, in Cile. Crediti: Wikimedia Commons, Krzysztof Ulaczyk

Ora il team di Ogle ha annunciato la scoperta dell’evento di microlensing più breve mai trovato: Ogle-2016-Blg-1928, con una scala temporale di soli 42 minuti.

«Quando abbiamo individuato per la prima volta questo evento, era chiaro che doveva essere stato causato da un oggetto estremamente piccolo», dice Radoslaw Poleski dell’Osservatorio astronomico dell’Università di Varsavia, co-autore dello studio.

Dall’osservazione degli spettri prodotti,  l’oggetto individuato mostra una massa compresa tra quella della Terra e quella di Marte, e si tratta probabilmente di un pianeta interstellare. «Se l’obiettivo fosse in orbita attorno a una stella, ne rileveremmo la presenza nella curva di luce dell’evento», spiega Poleski, «Possiamo dunque escludere che il pianeta abbia una stella entro circa le otto unità astronomiche».

Il microlensing non dipende dalla luminosità della sorgente ma dalla massa dell’oggetto-lente, e permette lo studio e la scoperta di oggetti deboli o scuri come, appunto, i pianeti: meno l’oggetto-lente è massiccio, più breve è l’evento di microlensing. La maggior parte degli eventi osservati, che in genere durano diversi giorni, sono causati dalle stelle. Gli eventi di microlensing attribuiti ai pianeti erranti hanno, invece, scale temporali di alcune ore. Misurando la durata di un evento di microlensing e la forma della sua curva di luce possiamo stimare la massa dell’oggetto individuato.

«La nostra scoperta dimostra che i pianeti interstellari di massa ridotta possono essere rilevati e caratterizzati utilizzando telescopi terrestri», conclude Andrzej Udalski, principal investigator del progetto Ogle.

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