Un team internazionale, tra cui l’Università di Ginevra, ha individuato un nuovo pianeta particolarmente adatto all’osservazione della sua atmosfera.
Gli esopianeti orbitano attorno a una stella diversa dal Sole e sono scoperti usando prevalentemente la tecnica della velocità radiale che consiste nel misurare le variazioni nella velocità della stella causate dalla gravità. Quando un pianeta orbita attorno a una stella, induce in essa un lieve moto oscillatorio che altera periodicamente la luce della stella per effetto Doppler. Se la stella si avvicina a noi, la sua luce si sposta verso il blu, se si allontana va verso il rosso. Analizzando i cambiamenti nello spettro si possono dedurre la massa e l’orbita del pianeta.
Gli esopianeti catturano l’attenzione per la possibilità di ospitare condizioni adatte alla vita se situati nella zona abitabile, dove potrebbe esistere acqua liquida ed atmosfere simili a quelle della Terra.
La scoperta del primo esopianeta risale al 1995 ed è valsa il premio Nobel per la fisica, nel 2019, a due ricercatori dell’UNIGE, Michel Mayor e Didier Queloz. Trent’anni dopo se ne sono rilevati più di 7000 nella nostra galassia, ma ce ne sono miliardi.
Gli astronomi stanno cercando esopianeti che abbiano caratteristiche idonee per testare le loro ipotesi. Questo è il caso di HD 20794 d, un pianeta tellurico maggiore della Terra e parte di un sistema con altri due pianeti orbitanti attorno a una stella di tipo G, come il Sole, a una distanza di 19,7 anni luce da noi. Questa ”vicinanza” lo rende più facile da studiare, poiché i suoi segnali luminosi sono maggiormente visibili.
L’esopianeta HD 20794 d impiega 647 giorni per compiere una rivoluzione attorno alla sua stella, circa quaranta giorni in meno rispetto a Marte.
L’interesse risiede nella sua posizione nella zona abitabile, spazio che dipende da diversi fattori, principalmente dalle proprietà stellari. Per stelle come il Sole o HD 20794, può estendersi da 0,7 a 1,5 unità astronomiche (UA), comprendendo, nel caso del Sole, l’orbita della Terra e quella di Marte.
HD 20794 d segue una traiettoria ellittica con grandi cambiamenti nella distanza dalla sua stella oscillando tra il bordo interno HZ (0,75 UA) e al di fuori di essa (2 UA). Questa configurazione è importante perché consente di adattare i modelli teorici e verificare la comprensione della nozione di abitabilità.
Durante la rivoluzione di HD 20794 attorno alla stella, l’eventuale acqua potrebbe alternare lo stato solido (ghiaccio) a quello liquido, favorevole alla comparsa della vita.
Rilevare questa super-Terra ha richiesto un lungo processo iterativo. Gli scienziati hanno analizzato più di vent’anni di dati da strumenti all’avanguardia come ESPRESSO e HARPS. Per quest’ultimo, ci si è affidati a YARARA, un sofisticato algoritmo sviluppato presso l’UNIGE per migliorare l’analisi degli spettri stellari attraverso la correzione di segnali spuri provocati da effetti strumentali ed attività stellare.
ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) e HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) sono spettrografi ad alta risoluzione. Il primo è installato presso il Very Large Telescope (VLT) dell’Osservatorio del Paranal, in Cile, sotto la gestione dell’European Southern Observatory. Il secondo si trova a La Silla, sempre in Cile ed è anch’esso dell’ESO.
ESPRESSO può essere collegato a ciascuna delle quattro unità telescopio (UT) da 8,2 metri del VLT, tramite fibre ottiche, per raccogliere luce da uno o più telescopi contemporaneamente, coprendo un intervallo di lunghezze d’onda tra tra 378,2 e 788,7 nm, con risoluzione di ~140 000 in modalità ad alta risoluzione (HR).
ESPRESSO ha un’accuratezza nelle velocità radiali di circa 10 cm/s ed è circa 10 volte più preciso di HARPS che raggiunge circa 1 m/s.
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Screenshot da video di © Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC)
Per adesso si cercano alternative, ma il vero problema resta l’entanglement.