Gli astronomi hanno usato Hubble e New Horizons per un’osservazione simultanea di Urano utile per la ricerca di esopianeti.
Urano è stato descritto come misterioso, strano e abbastanza sconosciuto a noi sulla Terra, tuttavia in astronomia questi termini sono piuttosto relativi. Rispetto alle remote e oscure distese dell’universo primordiale o agli stravaganti esopianeti a decine di anni luce dal nostro sistema solare, i ricercatori in realtà sanno molto su Urano. Il telescopio spaziale Hubble della NASA è uno degli osservatori in grado di osservare il pianeta in alta risoluzione, mostrando da vicino i dettagli delle caratteristiche atmosferiche del pianeta. Gli astronomi hanno ora sfruttato questo punto di vista in un modo nuovo. Hanno osservato Urano in alta risoluzione con Hubble e, allo stesso tempo, con la sonda spaziale New Horizons da 6,5 miliardi di miglia di distanza, dove il pianeta appare solo come una macchia. Questa prospettiva combinata può aiutare a imparare di più su cosa aspettarsi durante l’imaging di esopianeti attorno ad altre stelle: Hubble fornisce il contesto di ciò che l’atmosfera sta effettivamente facendo quando è stata osservata con New Horizons.
Verso la comprensione degli esopianeti
Gli astronomi hanno utilizzato Urano come proxy per esopianeti oltre il nostro Sistema Solare confrontando le immagini ad alta risoluzione di Hubble con la vista più distante di New Horizons. Questa prospettiva combinata aiuterà gli scienziati a saperne di più su cosa aspettarsi durante l’imaging di pianeti attorno ad altre stelle con i futuri telescopi.
“Ci aspettavamo che Urano apparisse in modo diverso in ogni filtro delle osservazioni, ma abbiamo scoperto che in realtà era più debole di quanto previsto nei dati di New Horizons presi da un punto di vista diverso”, ha affermato l’autrice principale Samantha Hasler del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge e collaboratrice del team scientifico di New Horizons.
L’imaging diretto degli esopianeti è una tecnica fondamentale per apprendere sulla loro potenziale abitabilità e offre nuovi indizi sull’origine e la formazione del nostro sistema solare. Gli astronomi utilizzano sia l’imaging diretto che la spettroscopia per raccogliere la luce dal pianeta osservato e confrontarne la luminosità a diverse lunghezze d’onda. Tuttavia, l’imaging degli esopianeti è un processo notoriamente difficile perché sono molto lontani. Le loro immagini sono solo puntiformi e quindi non sono dettagliate come le viste ravvicinate che abbiamo dei mondi in orbita attorno al nostro Sole. I ricercatori possono anche solo ottenere immagini dirette degli esopianeti in “fasi parziali”, quando solo una porzione del pianeta è illuminata dalla loro stella come visto dalla Terra.
Urano era un bersaglio ideale come test per comprendere le future osservazioni distanti di esopianeti da parte di altri telescopi per alcune ragioni. Innanzitutto, molti esopianeti noti sono anche giganti gassosi simili per natura. Inoltre, al momento delle osservazioni, New Horizons si trovava sul lato più lontano di Urano, a 6,5 miliardi di miglia di distanza, consentendo di studiare la sua mezzaluna crepuscolare, cosa che non può essere fatta dalla Terra. A quella distanza, la vista del pianeta da parte di New Horizons era solo di diversi pixel nella sua fotocamera a colori, chiamata Multispectral Visible Imaging Camera.
Un prezioso aiuto da Hubble
D’altro canto, Hubble, grazie alla sua elevata risoluzione e alla sua orbita terrestre bassa, a 2,7 miliardi di chilometri di distanza da Urano, è stato in grado di osservare caratteristiche atmosferiche come nuvole e tempeste sul lato illuminato del mondo gassoso. “Urano appare solo come un piccolo punto nelle osservazioni di New Horizons, simile ai puntini visti su esopianeti ripresi direttamente da osservatori come Webb o da osservatori terrestri”, ha aggiunto Hasler. “Hubble fornisce il contesto di ciò che l’atmosfera sta facendo quando è stata osservata con New Horizons”.
I pianeti giganti gassosi del nostro sistema solare hanno atmosfere dinamiche e variabili con copertura nuvolosa mutevole. Quanto è comune questo tra gli esopianeti? Conoscendo i dettagli di come apparivano le nubi su Urano da Hubble, i ricercatori sono in grado di verificare ciò che viene interpretato dai dati di New Horizons. Nel caso di Urano, sia Hubble che New Horizons hanno visto che la luminosità non variava mentre il pianeta ruotava, il che indica che le caratteristiche delle nubi non cambiavano con la rotazione del pianeta.
Tuttavia, l’importanza della rilevazione da parte di New Horizons ha a che fare con il modo in cui il pianeta riflette la luce a una fase diversa da quella che Hubble o altri osservatori sulla Terra o nelle vicinanze possono vedere. New Horizons ha mostrato che gli esopianeti potrebbero essere più deboli di quanto previsto ad angoli di fase parziali e alti, e che l’atmosfera riflette la luce in modo diverso a fase parziale. La NASA sta lavorando a due importanti osservatori per promuovere gli studi sulle atmosfere degli esopianeti e sulla loro potenziale abitabilità.
“Questi studi fondamentali condotti da New Horizons su Urano da un punto di osservazione non osservabile con altri mezzi si aggiungono al tesoro di nuove conoscenze scientifiche della missione e, come molti altri set di dati ottenuti nel corso della missione, hanno fornito sorprendenti nuove intuizioni sui mondi del nostro sistema solare”, ha aggiunto Alan Stern del Southwest Research Institute, ricercatore principale di New Horizons.
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Futuri telescopi
Il prossimo Nancy Grace Roman Space Telescope della NASA, il cui lancio è previsto per il 2027, utilizzerà un coronografo per bloccare la luce di una stella e vedere direttamente gli esopianeti giganti gassosi. L’Habitable Worlds Observatory della NASA, in una fase di pianificazione iniziale, sarà il primo telescopio progettato specificamente per cercare biofirme atmosferiche su pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra che orbitano attorno ad altre stelle.
“Studiare come punti di riferimento noti come Urano appaiono nelle immagini a distanza può aiutarci ad avere aspettative più solide quando ci prepariamo per queste future missioni”, ha concluso Hasler. “E questo sarà fondamentale per il nostro successo”.
Lanciata nel gennaio 2006, New Horizons ha effettuato lo storico sorvolo di Plutone e delle sue lune nel luglio 2015, prima di offrire all’umanità il primo sguardo ravvicinato a uno di questi elementi costitutivi planetari e oggetto della Fascia di Kuiper, Arrokoth, nel gennaio 2019. New Horizons è ora alla sua seconda missione estesa, studiando oggetti distanti della Fascia di Kuiper, caratterizzando l’eliosfera esterna del Sole e realizzando importanti osservazioni astrofisiche dal suo impareggiabile punto di osservazione in regioni distanti del sistema solare.
I risultati di Urano saranno presentati questa settimana al 56° incontro annuale della Divisione per le Scienze Planetarie dell’American Astronomical Society, a Boise, Idaho.
Per saperne di più
- Guarda le immagini in dettaglio dal sito dell’ESA
- Leggi l’articolo originale dal sito di Hubble
