TERRE DI GHIACCIO

Inevitabilmente, con il progredire della tecnologia e delle tecniche di caccia ai pianeti extrasolari, ci avviciniamo sempre più alla scoperta di una Terra gemella. Abbiamo visto mondi più o meno giganti, incredibili superterre e terre poste in sistemi planetari simili al nostro o talmente differenti e complessi da dover essere ancora compresi. 

Chi segue questo blog però se n'è già accorto: molto spesso i pianeti scoperti sono talmente vicini alla loro stella da risultare roventi. 

D'altro canto si stanno scoprendo numerosi pianeti miti, specialmente negli ultimi tempi. Ma che dire dei pianeti freddi? 

La distanza dalla loro stella e la debolezza della loro emissione (e dunque del segnale ricevuto) complicano di molto la loro scoperta. Ad oggi si conoscono alcuni pianeti ghiacciati ma si tratta di un esigua minoranza rispetto al totale. Eppure, quando vengono scoperti, il loro studio risulta estremamente importante per comprendere le tipologie di pianeti e le dinamiche che governano questi mondi posti dall'altra parte del termometro.

L'ultimo arrivato tra gli esopianeti scoperti è un mondo di ghiaccio delle dimensioni della Terra (1.43 masse terrestri) che orbita alla medesima distanza dal suo sole. 

Un primo dato importante lega il pianeta al metodo con cui è stato scoperto: si tratta del pianeta più piccolo scoperto ad oggi con il metodo del microlensing.

Questa tecnica sfrutta la luce delle stelle in secondo piano per scoprire la presenza di pianeti in orbita attorno a stelle in primo piano. Nel momento in cui la stella vicina transita di fronte alla stella sullo sfondo, allineandosi lungo la nostra linea di vista, la gravità della stella in primo piano focalizza la luce della stella lontana aumentandone l'intensità per un breve periodo. Se attorno alla stella vicina orbita anche un pianeta, la luce della stella sullo sfondo subirà due aumenti consecutivi: il primo (più lungo) ad opera della gravità della stella vicina ed il secondo (più corto) prodotto dalla gravità del pianeta.

Al di là della casualità di questi eventi e dell'impossibilità di ripetere le osservazioni, la precisione del metodo del microlensing ha portato alla scoperta degli esopianeti più distanti (anche decine di migliaia di anni luce dal Sole) e tra i più piccoli oggi noti. Pianeti che con tutti gli altri metodi oggi in uso sarebbe stato impossibile rilevare.

Torniamo al nuovo mondo, noto come OGLE-2016-BLG-1195Lb, dal nome del sistema automatizzato di ricerca che per primo ha individuato l'evento di microlensing, l'Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE).

Unendo quest'ultima rilevazione ad analoghe e precedenti scoperte, si cerca di capire innanzi tutto se ci sono differenze nella distribuzione di pianeti tra il disco della galassia e la sua zona centrale (bulge).

L'evento di microlensing è stato osservato contemporaneamente dallo telescopio spaziale Spitzer e dal Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) sulla Terra, La grande distanza che separa i telescopi e la contemporaneità delle osservazioni hanno permesso di osservare l'evento (KMTNet) e calcolare con precisione la massa del pianeta e della sua stella (Spitzer). 

OGLE-2016-BLG-1195Lb orbita a ben 13.000 anni luce da noi in direzione della costellazione dello Scorpione, attorno ad un astro talmente piccolo e debole che non si è neanche sicuri che si tratti di una stella: con una massa pari ad appena il 7.8% della massa solare potrebbe essere una nana bruna o una nana ultrafredda.

Sulla Terra godiamo di un clima mite perchè il nostro pianeta si trova alla giusta distanza dal Sole, grande abbastanza da non incenerirci e sufficientemente piccola da non farci congelare. Ma la giusta distanza varia al variare della tipologia di stella: essa di troverebbe assai vicina all'astro nel caso della piccola e fredda stella del mondo appena scoperto. Eppure il pianeta in questione orbita a 1.16 UA dalla sua stella, una distanza assai simile a quella che separa la Terra dal Sole ed molto grande per quel tipo di sistema. Con un sole così debole però questo pianeta terrestre è senza dubbio un mondo glaciale, una versione grande come la Terra del nostro Plutone.

La scoperta e lo studio di questo pianeta hanno rappresentato una vera e propria sfida alla nostra capacità di guardare così lontano nella galassia. Una sfida vinta e un altro passo avanti, che ci permette di comprendere sempre più la grande varietà di mondi che la nostra Galassia ci offre e che giorno dopo giorno riusciamo ad osservare.

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UN PIANETA COME URANO A 8.800 ANNI LUCE DA NOI

C'è un metodo che ci permette di scoprire pianeti estremamente distanti dal nostro Sole, là dove
neanche il metodo del transito o delle velocità radiali possono arrivare: si tratta del microlensing gravitazionale.
Un evento di microlensing si verifica quando una stella in primo piano si allinea prospetticamente (dunque apparentemente) con una stella posta a grande distanza sullo sfondo del cielo. Per una serie di concause gravitazionali la stella in primo piano si comporta come una lente che amplifica il segnale luminoso in arrivo dalla stella lontana, permettendoci di studiare la stella in primo piano in dettaglio. Se poi la stella vicina possiede alcuni pianeti in orbita, anch'essi contribuiranno in minima parte ad amplificare il segnale della stella distante, rendendosi evidenti durante l'evento.
Un evento di microlensing può durare in media alcune settimane o pochi mesi al massimo, ma il contributo dei pianeti varia da poche ore a pochissimi giorni....quindi bisogna essere pronti ad osservarlo nel momento in cui l'evento si verifica. La difficoltà di osservare questi eventi è la loro imprevedibilità: ad oggi la cartografia stellare della Via Lattea è ancora alquanto imprecisa ed è ancora difficile determinare la posizione esatta ( oltre che il moto proprio) di stelle poste a distanze medie e grandi dal Sole, e di conseguenza prevedere il verificarsi di questi apparenti allineamenti.
Oggi però esistono software che scandagliano instancabili tutto il cielo e comunicano prontamente ai grandi telescopi terrestri e spaziali il verificarsi di tale evento.
In questo caso sono stati addirittura due i telescopi che hanno scoperto indipendentemente il nuovo pianeta attorno alla lontanissima stella: il WM Keck Observatory delle Hawaii ed il Telescopio Spaziale Hubble.

Il sistema, catalogato come OGLE-2005-BLG-169, è stato scoperto nel 2005 da una collaborazione tra il progetto OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment ), MicroFUN (Microlensing Follow-up Network) e MOA ( Microlensig Observations in Astrophysics): tutti progetti che cercano pianeti extrasolari utilizzando il metodo del microlensing gravitazionale. La stella si trova nella costellazione del Sagittario e presenta magnitudine visuale 20,4.

Il risultato dell'osservazione congiunta del Keck e dell'HST ha permesso di scoprire che attorno alla stella in primo piano ( con massa pari al 70% del nostro sole) orbita un pianeta delle dimensioni di Urano, posto su un'orbita larga rispetto all'astro. Il pianeta, catalogato come OGLE-2005-BLG-169b, rivoluziona attorno alla sua stella in 3300 giorni ad una distanza di 2.7 unità astronomiche e presenta una massa pari a 13 volte quella terrestre.

Nonostante HST abbia osservato il sistema 6,5 anni dopo l'evento e la camera NIRC2 del Keck abbia confermato il tutto 8 anni dopo l'evento, le stelle erano ancora talmente vicine da poter essere studiate come allineate (presentando un'unica immagine stellare allungata) e lo studio dell'immagine allungata e della relativa curva di luce ha permesso di ottenere la massa delle due stelle, una stima di quella del pianeta, la separazione orbitale del pianeta dalla stella vicina e la distanza del sistema planetario dal Sole.
Per stelle lontanissime (migliaia-decine di migliaia di anni luce) ed al limite della visibilità dalla Terra il metodo del microlensing rimane attualmente l'unico proficuo per scovare nuovi pianeti e per ottenere importanti informazioni su di essi.

IL PRIMO PIANETA TERRESTRE NELLA FASCIA DI ABITABILITA' DI UN SISTEMA BINARIO

Come la storia della caccia ai pianeti extrasolari ci insegna, dopo un pianeta con il suo sole si scopre un
pianeta con i suoi due soli. Ed ecco che, aggiungendo alla storia l'aggettivo 'abitabile', la scoperta è fatta. Questo è l'andamento delle scoperte, ma ovviamente il lavoro che sta dietro una scoperta del genere è a dir poco incredibile: a renderlo ancora più complicato è la presenza della seconda stella che con il suo segnale disturba pesantemente la rilevazione del pianeta.
Combinando la raffinata tecnica del microlensing gravitazionale con un pizzico di fortuna e l'avanguardia della tecnologia in campo di rilevazione dei pianeti extrasolari è stato scoperto e studiato OGLE-2013-BLG-0341LBb : il primo pianeta terrestre posto nella zona abitabile del sistema stellare doppio che lo ospita.

Il sistema stellare doppio in questione è posto a circa 3000 anni luce dalla Terra ma l'evento che ha permesso di scovare il prezioso pianeta è avvenuto grazie ad un fortunato allineamento prospettico con una debole stella posta a ben 20000 anni luce da noi, nella costellazione del Sagittario.
Il pianeta ha una massa pari a circa due volte quella terrestre ed orbita attorno ad una delle due stelle del sistema a circa 90 milioni di km ( la Terra dista dal Sole poco meno di 150 milioni di km). La minore distanza dalla stella però non è sintomo di surriscaldamento del pianeta: l'astro infatti è 400 volte più debole del Sole (10-15% della massa solare) e la sua compagna è ancora più debole. Quest'ultima rivoluziona attorno al sistema pianeta-stella ad una distanza paragonabile a quella che separa Saturno dal Sole. Questa condizione fa si che sul pianeta i modelli registrino temperature glaciali, nell'ordine dei -210°C, paragonabili a quelle presenti sulla superficie di grandi lune ghiacciate come Europa, Encelado e Ganimede. A differenza di queste ultime però, con ogni probabilità, il pianeta è in grado di mantenere un'atmosfera più o meno densa e spessa che potrebbe riscaldare di parecchio la superficie del pianeta portandolo potenzialmente a temperature molto più miti.

La scoperta è di grande rilevanza in quanto amplia di molto il concetto di zona di abitabilità, includendo anche i sistemi stellari binari che legano il 70% delle stelle presenti nella nostra Galassia. In particolare risulta insolito, rispetto ad altri sistemi planetari circumbinari noti, che il pianeta orbiti attorno ad una sola delle due stelle che comunque risultano essere un sistema binario stretto vista la vicinanza tra le due ( 10-15 UA ).

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