L’esistenza di pianeti oltre quello terrestre è stato da sempre uno dei più grandi interrogativi che l’uomo si sia posto. Sin dall’antica Grecia si ipotizzava che potessero esistere, come nel caso di Giove, Venere, Marte. In realtà questi non venivano considerati come pianeti ma come stelle vagabonde, in greco plànētes astéres da cui il nome pianeta.

Da quando, poi, nel 1992 Alexander Wolszczan e Dale Frail confermarono la scoperta di due pianeti extrasolari attraverso le osservazioni effettuate con il radiotelescopio di Arecibo, la caccia non si è fermata più grazie anche al progresso delle nuove tecnologie e nuovi metodi di ricerca. Di lì a poco, infatti, Michel Mayor e Didier Queloz in una conferenza a Firenze annunciarono di aver avvistato un pianeta gigante gassoso e caldo che orbitava intorno a una stella – 51 Pegasi – simile al Sole ricorrendo ad un metodo del tutto nuovo: il metodo del transito. Di recente Mayor e Queloz hanno vinto il premo Nobel per la Fisica 2019 per il contributo offerto nella scoperta degli esopianeti.

Attualmente i modi per trovare Esopianeti sono 5 e sono:

1 – Metodo della velocità radiale

Il principio base su cui poggia il metodo della velocità radiale risiede nell’effetto Doppler. Per comprendere questo metodo in cui entra in gioco l’interazione gravitazionale tra pianeta e stella bisogna immaginare come se si stesse giocando al tiro con la fune dove a vincere, naturalmente, è la stella dato il suo enorme campo gravitazionale (per questo i pianeti orbitano attorno alle stelle e non viceversa). Ma anche se piccolo, il pianeta ha comunque una forza gravitazionale che influenza anche di poco quella della stella facendola oscillare.

redshift

Per accorgersi di tali oscillazione si usa il richamato metodo Droppler shift: l’energia – suono, onde radio, calore e luce – si muove come una onda la quale può allungarsi o accorciarsi, in base al movimento dell’oggetto che le sta producendo. Quando si allungano le onde diventano rosse ed è segno che l’oggeto si allontana; al contrario quando si accorciano diventano blu ed è segno che l’oggetto si avvicina. Il video breve che segue illustra tale fenomeno.

credit: nasa.gov

In definitiva, come dal video, il pianeta fa oscillare la stella nella sua orbita e mentre il pianeta si muove avanti e indietro, le onde di luce si comprimono e poi si estendono, cambiando il colore della luce che vediamo.

2 – Metodo del transito

E’ il metodo più utilizzato che consiste nel rilevare la diminuzione di luminosità di una stella quando un pianeta transita di fronte alla stessa interponendosi tra questa e l’osservatore (che saremmo noi), un fenomeno simile all’eclissi solare. Da questa diminuzione di luminosità della stella è ossibile ricavare tutta una serie di dati sulla stella e sull’esopianeta come ad esempio quelli sulla composizione dell’atmosfera di un pianeta o sulla sua temperatura. La missione Kepler della NASA, che ha cacciato i pianeti utilizzando il metodo del transito dal 2009 al 2013, ha trovato migliaia di possibili scoperte di esopianeti e ha fornito agli astronomi preziose informazioni sulla loro distribuzione nella galassia. Ecco il breve video illustrativo.

credit: nasa.gov

3 – Metodo del direct imaging

E’ il metodo con il quale si cerca di trovare un esopianeta attraverso l’osservazione diretta. Il problema di tale metodo risiede nel fatto che una stella è milione di volte più luminosa di un pianeta e finisce per renderlo invisibile a causa del suo bagliore. Per ovviare a tale problema vengono utilizzate varie tecniche per bloccare la luce della stella. Il più utilizzato è il coronografo. Il video breve mostra come oscurando la stella è possibile osservare il pianeta.

credit: nasa.gov

4 – Metodo del microlente gravitazionale

Questo metodo proviene dall’intuito di Albert Eistein il quale affermò che i grandi oggetti deformano il tessuto dello spazio. Questo effetto fa sì che la luce si distorca e cambi direzione quando viene influenzata dalla gravità di un oggetto enorme, come una stella o un pianeta.

Ciò comporta che la gravità nel piegare il tessuto dello spazio finisca per focalizzare la luce come accade quando si usa una lente di ingrandimento, facendoloa sembrare più luminosa. Quando ciò accade è come se si verificasse un breva bagliore di luce.

credit: nasa.gov

5 – Metodo dell’ Astrometria

Questo metodo, come quello della velocità radiale, si basa sull’oscillazione della stella e l’effeto Doppler non è l’unico a cui si può ricorrere per trovare nuovi pianeti misurando tali oscillazioni. L’oscillazione può anche essere vista come cambiamento nella posizione apparente della stella, individuando effettivamente la posizione della stessa.

Questo metodo piuttosto laborioso prevede che gli scienziati esaminino immagini della stella e di altre che sono vicine; confrontando le varie distanze verificano se ci sono stati cambiamenti, quindi oscillazione il che porta a concludere che vi sono esopianeti. L’astrometria richiede un’ottica estremamente precisa ed è particolarmente difficile da fare dalla superficie terrestre perché la nostra atmosfera distorce e piega la luce.

credit: nasa.gov

Nota

Vi sarebbero in realtà anche il metodo dei Dischi circumstellari e protoplanetari e quello delle variazioni degli intervalli di emissioni di una Pulsar. Per ulteriori informazioni rimanete connessi con noi.