PIANETI EXTRASOLARI

Disegno che riproduce lo Space Telescope Uno dei sogni più grandi degli astronomi e dell'uomo in genere, è sempre stato quello di scoprire e studiare pianeti appartenenti ad altre stelle.
Negli ultimi anni, con il perfezionamento di alcuni strumenti, l'uso di tecniche radio e la messa in orbita del telescopio spaziale Hubble, si è avuto conferma dell'esistenza di pianeti orbitanti intorno ad altre stelle.
Nelle osservazioni sono state privilegiate stelle simili al nostro Sole, nella speranza che le possibilità di successo fossero maggiori, ma anche per l'indubbio fascino della possibile presenza di vita.
L'esistenza di pianeti extrasolari era già stata ritenuta probabile in seguito alla scoperta attorno a molte stelle giovani di un eccesso di emissione infrarossa, dovuto alla presenza di dischi o aloni di polvere; in questo modo è stata scoperta Beta Pictoris.
Attorno a questa stella il satellite IRAS ha rivelato un eccesso di radiazione infrarossa, interpretabile come l'emissione di una nube fredda di polvere, un disco di materia visto quasi di taglio, che si adagia lungo il piano equatoriale della stella.
Immagini ottiche hanno confermato in seguito la presenza di questo disco ed hanno consentito di valutarne l'estensione (circa 400 UA). L'HST e' riuscito di recente a riprendere le 50 UA più interne trovandovi una deformazione, un leggero disallineamento rispetto alla parte restante del disco, che si presta ad essere interpretato come il segno della presenza di uno o più pianeti.
Il sistema Beta Pictoris

Metodi di scoperta
I metodi di osservazione possono essere sostanzialmente raggruppati in due categorie: tecniche di rivelazione diretta ed indiretta
I metodi diretti utilizzano telescopi ottici ad alta risoluzione, telescopi infrarossi e radiotelescopi nella banda millimetrica, nella quale il contributo del pianeta è maggiore.
I metodi indiretti si basano sul fatto che, sebbene un pianeta sia effettivamente difficile da vedere, la stella attorno alla quale esso orbita, è al contrario ben visibile, per cui si può rivelare la presenza di uno o più pianeti osservando gli effetti che essi determinano sulla stella madre.
Due approcci hanno raggiunto un alto grado di sviluppo e sono applicati in molti programmi di ricerca:
il metodo spettroscopico, basato sul monitoraggio della velocità radiale della stella,
il metodo astrometrico, basato su accurate misurazioni della posizione della stella centrale; infatti a causa della presenza del compagno planetario stella e pianeta orbitano attorno al loro comune centro di massa (o baricentro) e la stella appare muoversi sulla sfera celeste in una traiettoria che non è rettilinea, ma seguendo la 3 legge di Keplero:

G (M + m) = 4π2 a3 / P2

dove
m è la massa del pianeta
M è quella della stella
a è il semiasse maggiore dell'orbita
P è il periodo di rivoluzione.
Il radiotelescopio di AreciboL'approccio astrometrico misura le variazioni (oscillazioni) della posizione stellare nel cielo rispetto a stelle usate come sistema di riferimento, mentre quello spettroscopico misura le oscillazioni di velocità radiale, dovute all'effetto Doppler, lungo la linea di vista.
Particolarmente precise sono le misure di velocità radiale nella banda radio delle pulsar, infatti i primi due pianeti extrasolari sono stati scoperti attorno alla pulsar PSR1257+12 da Wolszczan e Frail nel 1992 con il radiotelescopio di Arecibo.
Attualmente l'interferometria radio è il metodo più potente per mettere in evidenza spostamenti periodici della stella centrale dovuti alla presenza di un pianeta, anche dell'ordine di un millesimo di secondo d'arco (m.a.s).
Anche la fotometria, che studia le diminuzioni di luminosità della stella dovute al transito del pianeta-compagno lungo la nostra linea visuale, è un metodo indiretto.

Una tecnica recente è lo studio degli eventi di microlensing (microlenti gravitazionali) cui vanno soggette le stelle del bulge galattico. È un processo nel quale la luce proveniente da un oggetto lontano viene aumentata dalla gravità di un oggetto posto fra la stella e l'osservatore. Se la stella che funge da lente possiede dei pianeti, questi causano ulteriori aumenti di luminosità di breve durata e la curva di luce della stella sarà differente da quella di una stella che non ha alcun pianeta compagno.
La tecnica che utilizza l'effetto di microlesing è l'unica che ci permette di scoprire pianeti di massa terrestre distante qualche unità astronomica dalla stella.
Questo metodo è molto elegante ed efficace, ma l'effetto è osservabile solo sotto molte specifiche condizioni, che si realizzano assai raramente, ad esempio i pianeti che possono dare origine a questo effetto devono essere ad una distanza dalla stella di circa 5 UA.

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L'elenco aggiornato dei pianeti extrasolari è consultabile nel sito:
http://wwwusr.obspm.fr/planets/catalog.html

BIBLIOGRAFIA
Wolszczan A., Frail A.D.: 1992, Nature 355, 145



© Loretta Solmi, 2011