Plato, acronimo di Planetary Transits and Oscillations of Stars, è la terza missione di classe media del programma Cosmic Vision dell’Esa. Il lancio è previsto nella primavera del 2027 con un razzo Ariane 6, verso il punto lagrangiano L2, a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Da lì, con 26 telecamere ultrasensibili, sorveglierà oltre 200mila stelle alla ricerca delle minime diminuzioni di luminosità che si verificano quando un pianeta transita davanti al disco della sua stella. Allo stesso tempo ne registrerà le minuscole oscillazioni, che rivelano la massa, il raggio e l’età della stella: conoscerla a fondo permetterà di caratterizzare con precisione anche i suoi pianeti. L’obiettivo principale della missione è individuare pianeti simili alla Terra, potenzialmente abitabili, in orbita attorno a stelle simili al Sole.
L’Italia ha un ruolo di primo piano nella missione: con il sostegno dell’Asi, l’Inaf ha progettato l’ottica delle 26 telecamere, realizzate dall’industria italiana, e partecipa al consorzio scientifico che cura, tra l’altro, il catalogo delle stelle da osservare.
Una parte del tempo osservativo di Plato è riservata alla comunità astronomica internazionale attraverso il programma Guest Observers (Go) dell’Esa. Il primo bando si è chiuso con 117 proposte e circa 76mila richieste di osservazione, e ora sono noti i risultati: 23 programmi approvati e 28 in lista d’attesa.
Il bando, aperto dal 7 aprile al 21 maggio 2026, riguarda le osservazioni dei primi due anni di missione. A giugno gli esperti della missione hanno verificato la fattibilità tecnica delle proposte e a luglio il comitato di assegnazione del tempo osservativo le ha valutate sul piano scientifico. La competizione è stata serrata: l’Esa stima un rapporto tra richieste e posti disponibili compreso fra 2,3 e 5,1, a seconda di quante proposte in lista d’attesa entreranno davvero nel programma osservativo. I numeri definitivi dipenderanno dalle prestazioni del satellite in orbita e dall’ottimizzazione della pianificazione.
I programmi selezionati sono complementari agli obiettivi principali di Plato e spaziano dalle cefeidi alle nane bianche, dalle stelle massicce agli ammassi, fino ai dischi di accrescimento e ai pianeti giganti su orbite lunghe. Molti sfruttano l’astrosismologia, la tecnica che ricava la struttura interna di una stella dalle sue pulsazioni e oscillazioni.
Quattro delle proposte selezionate fanno capo a istituti italiani e, di queste, tre hanno un principal investigator Inaf (in realtà anche la quarta, perché la procedura di associatura del principal investigator è attualmente in corso): due sono state approvate, due sono in lista d’attesa. Media Inaf ha raccolto i commenti dei rispettivi principal investigator.
Ammassi globulari, un banco di prova per l’asterosismologia
Il programma guidato da Andrea Miglio, professore all’Università di Bologna e associato Inaf, osserverà una cinquantina di stelle evolute in due ammassi globulari. Due anni di dati permetteranno di rilevarne le oscillazioni e ricavarne masse, raggi e stadi evolutivi. L’obiettivo è misurare quanta massa perdono le giganti rosse, confrontare le diverse popolazioni stellari degli ammassi e fare di Plato un apripista per l’asterosismologia in questi ambienti densi e antichi.
«Gli ammassi globulari ospitano alcune delle stelle più antiche della nostra galassia e rappresentano laboratori naturali per studiare l’evoluzione stellare», commenta Miglio. «Con Plato vogliamo sfruttare l’asterosismologia, ovvero lo studio delle minuscole oscillazioni di luminosità delle stelle, che ci permettono di esplorarne la struttura interna. Osservando le giganti in Ngc 1851 e Ngc 2298 potremo misurarne le masse, mettendo alla prova i modelli evolutivi e contribuendo a verificare l’affidabilità della scala delle età stellari. Grazie a due anni di osservazioni di alta precisione, per le stelle più favorevoli potremo spingerci oltre, cercando informazioni sulla struttura e sulla rotazione interna di stelle tra le più antiche della Galassia. Potremo inoltre affrontare questioni ancora aperte, come la perdita di massa durante l’evoluzione e le differenze tra le diverse popolazioni stellari degli ammassi. Sarà anche un primo banco di prova per studi asterosismici più estesi negli ammassi globulari, come quelli che si propone di realizzare la missione candidata Haydn».
Caldwell 73 (Ngc 1851) è un ammasso globulare di stelle molto denso. A differenza di molti ammassi globulari noti, le cui stelle hanno all’incirca la stessa età (segno che si sono formate più o meno nello stesso periodo), C73 ospita popolazioni stellari di età diverse. L’ammasso è inoltre circondato da un alone diffuso di stelle. L’origine dell’alone e delle popolazioni multiple è ancora sconosciuta, ma secondo un’ipotesi Caldwell 73 sarebbe ciò che resta di due ammassi entrati in collisione all’interno di una galassia nana che un tempo li ospitava entrambi. Crediti: Nasa, Esa e G. Piotto (Università degli Studi di Padova); elaborazione: Gladys Kober (Nasa/Catholic University of America)
L’alone della Via Lattea, datato stella per stella
Il programma guidato da Ellen Ivana Leitinger, ricercatrice all’Università di Bologna e associata Inaf, riguarda 600 giganti rosse povere di metalli, probabili resti di galassie satelliti inglobate dalla nostra: Gaia-Enceladus, Sequoia, le correnti di Helmi e il gruppo Kraken/Heracles. L’asterosismologia ne darà l’età con una precisione del 10-20 per cento.
«La Via Lattea si è formata anche attraverso la collisione e l’incorporazione di galassie più piccole, di cui possiamo ancora riconoscere le tracce nei movimenti e nella composizione chimica delle stelle più antiche», commenta Leitinger. «Studi recenti, tra cui quelli di Massari e collaboratori, stanno permettendo di ricostruire questa complessa storia. Con Plato vogliamo aggiungere un tassello fondamentale: le età delle stelle, che possiamo determinare grazie all’asterosismologia, studiando le loro oscillazioni. Partendo dai risultati ottenuti con Kepler dal nostro gruppo, che hanno dimostrato le potenzialità di queste tecniche per ricostruire le prime fasi di formazione della Galassia, osserveremo circa 600 giganti dell’alone galattico. Confrontando le loro età potremo ricostruire con maggiore dettaglio la cronologia degli eventi che hanno contribuito a formare la Via Lattea».
I due programmi approvati sono scientificamente complementari: il primo usa gli ammassi globulari per verificare i modelli evolutivi e l’affidabilità delle misure asterosismiche nelle stelle più antiche, il secondo usa le età stellari per ricostruire la storia di formazione della Via Lattea. Entrambi nascono da una stretta collaborazione tra l’Università di Bologna e l’Inaf, in particolare con l’Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio (Oas) di Bologna, insieme a numerosi altri collaboratori italiani e internazionali.
Distribuzione su tutto il cielo di una “strana collezione” di stelle individuata nella seconda pubblicazione di dati (Data Release 2) della missione Gaia dell’Esa. Queste stelle si muovono lungo traiettorie allungate, in direzione opposta a quella della maggior parte degli altri cento miliardi di stelle della Via Lattea, e hanno una composizione chimica nettamente diversa: segno che appartengono a una popolazione stellare ben distinta. Da questi indizi gli astronomi hanno dedotto che si tratta dei detriti di una galassia che si è fusa con la Via Lattea nelle prime fasi della sua formazione, 10 miliardi di anni fa, e l’hanno chiamata Gaia-Enceladus. Le stelle di Gaia-Enceladus sono rappresentate con colori diversi a seconda della loro parallasse, una misura della distanza: le tonalità viola indicano le stelle più vicine, quelle gialle le più lontane. I cerchi bianchi indicano gli ammassi globulari che seguono traiettorie simili a quelle delle stelle di Gaia-Enceladus, segno che in origine facevano parte di quel sistema; le stelline color ciano indicano stelle variabili anch’esse riconducibili ai detriti di Gaia-Enceladus. Crediti: ESA/Gaia/DPAC; A. Helmi et al 2018
Ecco invece i due programmi in lista d’attesa.
Gli ammassi aperti come laboratori
Il programma guidato da Domenico Nardiello, ricercatore all’Università di Padova e associato all’Inaf, punta a 565 stelle di 73 ammassi aperti, con età da 10 milioni a 2,5 miliardi di anni, non incluse nel catalogo principale di Plato. Lo scopo è studiare stelle variabili, binarie ed esopianeti in funzione dell’età e dell’ambiente dell’ammasso.
«Gli ammassi aperti sono laboratori ideali per studiare la formazione e l’evoluzione stellare, poiché le loro stelle hanno età, distanze e composizioni chimiche simili», commenta Nardiello. «Queste proprietà condivise vincolano in maniera molto accurata e precisa le loro proprietà fisiche e chimiche. Le curve di luce dei membri dei 73 ammassi aperti per cui abbiamo richiesto osservazioni con Plato ci permetteranno di studiare la rotazione e l’attività stellare, identificare binarie a eclisse e cercare pianeti in transito. Lo studio della rotazione e dell’attività contribuirà a vincolare l’età e l’evoluzione delle stelle di diversa massa, mentre l’analisi delle binarie a eclisse consentirà di determinarne masse e raggi e di verificare i modelli di evoluzione stellare. Pianeti transitanti e orbitanti stelle di ammasso potranno essere caratterizzati con maggiore precisione rispetto a quelli attorno a stelle di campo, grazie ai vincoli sulle proprietà delle stelle ospiti. Il confronto tra pianeti scoperti in ammassi di diversa età, densità, composizione chimica e frazione di binarie permetterà infine di indagare come l’ambiente di nascita e le interazioni stellari influenzino la formazione, l’evoluzione e la sopravvivenza dei sistemi binari e planetari. La richiesta di osservazioni è stata particolarmente elevata, con molte richieste di osservazioni di stelle sul piano galattico dove si trova la quasi totalità degli ammassi aperti proposti. Il numero di target osservabili da Plato è tuttavia limitato dalle risorse di calcolo a bordo e dal volume di dati trasmissibili a Terra. Il progetto è stato considerato valido ed è stato approvato sul piano scientifico, ma la possibilità di osservare tutti i target dipenderà da questi limiti operativi. Noi siamo fiduciosi che gran parte dei nostri target sarà, alla fine, osservata».
In questa immagine del telescopio spaziale Hubble di Nasa ed Esa, l’ammasso aperto Ngc 1755 sembra un pizzico di sale sparso su una tovaglia nera. Si trova nella Grande Nube di Magellano, una delle galassie più vicine alla Via Lattea, e misura 120 anni luce da un capo all’altro. Nonostante le dimensioni, appartiene alla classe degli ammassi aperti, più piccoli e popolati da stelle giovani rispetto ai giganteschi ammassi globulari, che possono contenere milioni di stelle antiche. Hubble ne ha osservato il cuore per capire come diverse popolazioni stellari, cioè gruppi di stelle con età o composizione chimica simili, possano convivere in uno stesso ammasso. Grazie all’alta risoluzione dei suoi strumenti, è stato possibile distinguere le singole stelle anche in una regione così affollata. Crediti: Esa/Hubble e Nasa, A. Milone, G. Gilmore
Il cuore delle vagabonde blu
Il programma guidato da Lorenzo Briganti dell’Università di Bologna, studierà le blue straggler (vagabonde blu) degli ammassi aperti, stelle “ringiovanite” dopo aver acquistato massa da una compagna o da una collisione. Le loro oscillazioni dovrebbero rivelare quale dei due meccanismi le ha prodotte.
«Le stelle non sono oggetti che evolvono in solitudine, ma spesso si trovano in sistemi multipli e interagiscono tra loro, dando origine a oggetti non previsti dalle teorie di evoluzione stellare standard», commenta Briganti. «Tra questi oggetti ci sono le blue straggler, stelle che hanno rubato massa a una loro compagna, o che si sono formate dall’unione di due stelle più piccole, e che ci appaiono più giovani rispetto a stelle che evolvono in maniera classica. Lo studio delle blue straggler è fondamentale per comprendere i meccanismi con cui le stelle interagiscono tra loro, e per distinguere questi oggetti da stelle “standard”. Uno dei modi in cui ci aspettiamo di distinguere le blue straggler è tramite lo studio delle loro oscillazioni, che ci danno accesso al loro interno. Tramite il calcolo di modelli, siamo stati in grado di mostrare che stelle che nascono da collisioni possiedono segni nella loro struttura interna e nelle loro oscillazioni. Con le osservazioni di blue straggler fatte da Plato speriamo di poter identificare le loro origini».
Il programma nasce da una collaborazione tra l’Università di Bologna, l’Inaf-Oas di Bologna, la KU Leuven (Belgio) e numerosi altri collaboratori internazionali.
Le blue straggler sono stelle blu e brillanti, con una massa superiore alla media dell’ammasso, e per questo nel tempo tendono a sprofondare verso il centro dell’ammasso stellare. Le prime a migrare verso l’interno sono quelle più vicine al nucleo; poi, progressivamente, si spostano verso il centro anche le blue straggler più lontane. Crediti: Esa/Hubble e Nasa, L. Calçada
Per sapere se anche i due programmi in lista d’attesa diventeranno davvero osservazioni bisognerà attendere che Plato sia in orbita. Una cosa però è già chiara: oltre a cercare nuove Terre, la missione offrirà alla comunità astronomica uno strumento prezioso per studiare le stelle, dalle più giovani alle più antiche della nostra galassia.