Un esopianeta, o pianeta extrasolare, è un pianeta al di fuori del nostro sistema solare che di solito orbita attorno a un’altra stella nella nostra galassia. Ecco tutto quello che sappiamo su questi oggetti celesti molto più comuni di quanto si potesse immaginare.

Gli esopianeti, ovvero i pianeti al di fuori del nostro sistema solare, sono ovunque. Ma perché li studiamo? Cosa li rende così interessanti? Lo studio degli esopianeti serve a imparare tutto sulla loro stranezza, la loro varietà e tutte le cose affascinanti che possono dirci su come si sono formati e si sviluppano i pianeti, inclusa la nostra Terra. La maggior parte degli esopianeti scoperti finora si trova in una regione relativamente “piccola” (si parla di qualche migliaio di anni luce, una misura enorme per noi ma infima rispetto alla grandezza dell’Universo) della nostra galassia, la Via Lattea. Questo è quanto gli attuali telescopi sono stati in grado di sondare e sappiamo dai dati del telescopio spaziale Kepler della NASA che nella nostra galassia ci sono più pianeti che stelle. Sebbene gli esopianeti siano irraggiungibili – anche l’esopianeta conosciuto più vicino alla Terra, Proxima Centauri b , si trova a circa 4 anni luce di distanza – gli scienziati hanno inventato modi molto creativi per individuare questi oggetti apparentemente piccoli.

esopianeti, rappresentazione
Rappresentazione artistica di un esopianeta di tipo nettuniano. Credits: NASA

Come vengono trovati gli esopianeti?

Ci sono cinque metodi che gli scienziati usano comunemente per scoprire gli esopianeti ma le due tecniche principali consistono nel metodo del transito e della velocità radiale. Quando un pianeta passa direttamente tra un osservatore e la stella su cui orbita, blocca parte di quella luce stellare. Per un breve periodo di tempo, la luce di quella stella diventa effettivamente più fioca. È un piccolo cambiamento, ma è abbastanza per far capire agli astronomi la presenza di un esopianeta attorno a una stella lontana: questo è noto come metodo di transito.

I pianeti in orbita fanno oscillare le stelle nello spazio, cambiando il colore della luce che gli astronomi vedono quando osservano una stella. Le stelle sono influenzate dall’attrazione gravitazionale dei loro pianeti orbitanti e, se osservate attraverso un telescopio, questo influenza lo spettro luminoso della stella. Se la stella si muove nella direzione dell’osservatore apparirà spostata verso il blu. Se si allontana dall’osservatore, si sposterà verso il rosso: questo è noto come metodo della velocità radiale.

I telescopi spaziali

Sono stati scoperti e confermati migliaia di esopianeti in orbita attorno ad altre stelle. La prima prova di esopianeti risale addirittura al 1917 quando Van Maanen identificò la prima nana bianca inquinata, tuttavia, il primo rilevamento confermato di un esopianeta non sarebbe arrivato fino agli anni ’90. La scoperta di esopianeti crebbe in modo esponenziale negli anni a seguire con il lancio del Kepler Space Telescope .

La missione Kepler è stata specificamente progettata per esaminare la nostra regione della Via Lattea per scoprire centinaia di pianeti più piccoli e delle dimensioni della Terra all’interno o in prossimità della zona abitabile (l’area intorno a una stella in cui potrebbero avere pianeti rocciosi acqua liquida sulla superficie) e determinare la frazione di stelle che potrebbero avere tali pianeti intorno a loro. Dopo che la seconda delle quattro ruote simili a un giroscopio di Kepler si è guastata nel 2013, Kepler ha completato la sua missione principale a novembre e ha iniziato la sua missione estesa, chiamata K2. Il telescopio è stato ritirato nel 2018 ma i suoi dati vengono ancora utilizzati per trovare esopianeti (più di 2.700 confermati finora).

Un altro telescopio, lo Spitzer Space Telescope (2013-2020) della NASA, non era stato progettato per la ricerca di esopianeti, ma i suoi strumenti a infrarossi lo hanno reso un eccellente esploratore ed è stato autore della incredibile scoperta del sistema TRAPPIST-1. Nel 2018 è stato lanciato il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) come successore di Kepler per scoprire esopianeti in orbita attorno alle stelle nane più luminose, il tipo di stella più comune nella nostra galassia. Le future missioni spaziali come il James Webb Space Telescope della NASA e il Nancy Grace Roman Space Telescope sono molto promettenti per ciò che possiamo imparare dagli esopianeti. Attraverso la spettroscopia, leggendo le firme luminose per ottenere informazioni, gli astronomi sperano di saperne di più sulle atmosfere dei pianeti e sulle condizioni dei pianeti stessi.

Confermato o Candidato?

È possibile che alcuni pianeti candidati si rivelino “falsi positivi”. Un pianeta è considerato “confermato” una volta verificato attraverso ulteriori osservazioni utilizzando altri telescopi. Attualmente ci sono migliaia di pianeti candidati in attesa di conferma, ma il tempo di utilizzo dei telescopi è considerato una risorsa preziosa e ci vogliono molti calcoli per stabilire quali obiettivi vale la pena di indagare. Questa è un’area in cui gli scienziati dilettanti possono lavorare con i dati della NASA per aiutare a perfezionare obiettivi e persino scoprire esopianeti. Laddove i computer potrebbero perdere un singolo transito, gli esseri umani possono rilevare piccoli cali di luminosità nei dati che potrebbero dirci che c’è un pianeta da trovare.

Come vengono catalogati gli esopianeti?

I nomi degli esopianeti possono sembrare lunghi e complicati all’inizio, soprattutto se confrontati con nomi semplici come Venere e Marte. Tuttavia, c’è una logica dietro il loro sistema di denominazione che è importante per il modo in cui gli scienziati catalogano migliaia di pianeti. Gli astronomi distinguono tra “denominazioni” alfanumeriche e “nomi propri” alfabetici. Tutte le stelle e gli esopianeti hanno designazioni, ma pochissimi hanno nomi propri.

La prima parte del nome di un esopianeta è solitamente preso dal telescopio o dalla survey che lo ha scoperto. Il numero è l’ordine in cui la stella è stata catalogata in base alla posizione. La lettera minuscola sta per il pianeta, nell’ordine in cui è stato trovato il pianeta. Il primo pianeta trovato è sempre chiamato b, con i successivi pianeti chiamati c, d, e, f e così via. La stella intorno a cui orbita l’esopianeta è solitamente la “A” non dichiarata del sistema, che può essere utile se il sistema contiene molte stelle, che a loro volta possono essere designate B o C (le stelle ottengono lettere maiuscole; i pianeti ricevono designazioni minuscole.) Se un gruppo di esopianeti intorno alla stessa stella viene trovato contemporaneamente, il pianeta più vicino alla sua stella è chiamato b con pianeti più distanti chiamati c, d, e… e così via.

Un esempio di nome di un esopianeta è Kepler-16b, dove “Kepler” è il nome del telescopio che ha osservato il sistema, 16 è l’ordine in cui è stata catalogata la stella e “b” è il pianeta più vicino alla stella. Se dovessimo nominare la Terra come un esopianeta, si chiamerebbe Sole d (Sole è il nome della nostra stella e Terra è il terzo pianeta, iniziando con b, Mercurio).

Le tipologie di esopianeti

Ogni tipo di pianeta varia nell’aspetto interno ed esterno a seconda della composizione. I giganti gassosi sono pianeti delle dimensioni di Saturno o Giove, il pianeta più grande del nostro sistema solare, o anche molto molto più grandi. All’interno di queste categorie si nascondono diverse varietà della stessa tipologia: i Gioviani caldi, ad esempio, sono stati tra i primi tipi di pianeti osservati: giganti gassosi che orbitano così vicino alle loro stelle che le loro temperature raggiungono le migliaia di gradi.

I pianeti nettuniani sono di dimensioni simili a Nettuno e Urano del nostro sistema solare. Probabilmente hanno una miscela di composizioni all’interno, ma tutti hanno atmosfere esterne e nuclei rocciosi dominati da idrogeno ed elio. Stiamo anche scoprendo i mini-Nettuno, pianeti più piccoli di Nettuno e più grandi della Terra di cui non ne esistono di questo tipo e dimensioni nel nostro sistema solare. Le Super-Terre sono tipicamente pianeti terrestri, che possono possedere o meno atmosfere, e sono più massicci della Terra, ma più leggeri di Nettuno. I pianeti terrestri sono delle dimensioni della Terra e più piccoli, composti da roccia, silicato, acqua o carbonio. Ulteriori indagini determineranno se alcuni di essi possiedono atmosfere, oceani o altri segni di abitabilità.

Riferimenti:

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