Ricerca di pianeti intorno ad altre stelle

Individuare pianeti attorno ad altre stelle, detti esopianeti è estremamente difficile, e questo è ovvio soprattutto se si pensa alle differenza di luminosità tra la stella e il corpo orbitante. Infatti la stella è così luminosa da non permetterci di osservare nulla nelle sue immediate vicinanze. Per questo motivo gli scienziati hanno trovato solo recentemente metodi sempre più raffinati e usato strumenti estremamente sensibili per scoprirli.

Dagli anni ottanta in poi sono stati confermati circa 4000 esopianeti e moltissimi sono in attesa di accertamento e conferma. La ricerca di pianeti attorno ad altre stelle inizia a diventare importante per l’astrobiologia nel momento in cui si trovano pianeti potenzialmente abitabili, in grado di ospitare forme di vita simili a quelle terrestri.

Le caratteristiche essenziali che deve avere un pianeta per ospitare vita come la conosciamo noi sono molte e rare da trovare. Infatti requisiti essenziali sono la presenza di acqua liquida sulla superficie, la presenza di un campo magnetico e di un’atmosfera. Importante è anche la sua posizione rispetto alla stella che lo ospita e soprattutto il tipo di stella. Stelle di classe spettrale “O” o di tipo “B” bruciano le risorse energetiche troppo velocemente (in meno di 5 milioni di anni). Questo non da tempo ad un eventuale pianeta di formarsi e creare le condizioni ambientali che rendono favorevole la nascita della vita.

Sovrabbondanza di radioattività nei pianeti extrasolari

Le regioni attorno a queste stelle sarebbero sovrabbondanti di radioattività dovuta all’intensa emissione di raggi X e UV, particolari di una stella di tipo O o B. Dunque una ricerca di pianeti potenzialmente abitabili si dovrebbe concentrare su stelle appartenenti al resto delle classi spettrali (A, F, G, K, M). Ovviamente pianeti troppo vicini risentirebbero troppo delle forze mareali dovute alla stella e godrebbero di una temperatura superficiale troppo elevata. Così anche pianeti troppo lontani non riceverebbero abbastanza radiazione solare per metro quadrato di superficie ritrovandosi così ghiacciati.

La distanza perfetta dalla stella ospitante esiste, è chiamata dagli scienziati zona abitabile, ed è quell’intervallo di distanze che permette la formazione stabile di acqua liquida sulla superficie. Ovviamente questo non significa che ogni pianeta nella zona abitabile sia effettivamente ad ospitare forme di vita. Basti pensare che oltre alla Terra, sia Venere che Marte si trovano nella zona abitabile del Sole.

Fase T-Tauri

Un aspetto più tecnico è rappresentato infine dalla fase T-Tauri, che contribuisce al processo di evaporazione del disco. Infatti questa fase, attraverso cui passa l’evoluzione della stella, è essenziale in quanto è la causa di una irregolare e violenta, se pur necessaria, emissione di energia che ha ripulito le zone che circondano i pianeti.

Nel caso del Sistema solare si stima che sia avvenuta dopo circa 100 milioni di anni dalla nascita del Sole. Molte altre stelle mostrano questa fase nella nostra galassia. Se il processo di evaporazione del disco non fosse efficiente, allora i protopianeti resterebbero immersi per miliardi di anni nel disco di polveri ricevendo radiazione solare in minor quantità e non riuscendo a raggiungere una situazione ottima per la nascita della vita. Queste condizioni possono verificarsi nelle stelle più massicce, come Beta Pictoris, che evolvendosi velocemente hanno una fase T-Tauri troppo breve per spazzare via il disco protoplanetario.

Metodo di individuazione di pianeti extrasolari

I metodi di individuazione di pianeti extrasolari sono diversi e vengono qui citati solo i principali:

• Metodo delle Velocità Radiali. Ogni oggetto del Sistema solare ruota attorno ad un comune centro di massa, e questo succede anche ai pianeti di un’altra stella. Osservando le sue righe spettrali ci si accorge che in realtà esse si spostano periodicamente rispetto alla posizione in cui sarebbero se la stella fosse stazionario. Questo effetto è conosciuto come Effetto Doppler. In questo caso è dovuto al fatto che la stella in questione oscilla per via della presenza di un corpo massiccio nelle immediate vicinanze (un pianeta).
• Metodo dei Transiti. Se il pianeta nella sua orbita attraversa esattamente la nostra linea di vista, allora quello che si può fare è misurare la variazione di luce causata dall’eclissi della stella da parte del pianeta. Nel momento in cui il pianeta gli passa davanti, lo strumento riesce a misurare una diminuzione della sua luminosità. Grazie a questo metodo si riesce a calcolare il periodo (dopo due transiti successivi), la massa e la distanza del pianeta dalla stella.

Altri metodi

• Lente Gravitazionale, che sfrutta la situazione in cui il pianeta e la stella sono allineati, rispetto alla nostra linea di vista, riuscendo così a far convergere la luce verso un punto specifico (noi) permettendoci così di individuare il corpo orbitante.

• Osservazione diretta. Possibile solo per pianeti non troppo distanti, è un metodo utilizzato di rado. Grazie al posizionamento di un occultatore sull’immagine del disco ottico, il telescopio è in grado di osservare e fotografare la luce della stella riflessa da oggetti nelle vicinanze.

• Osservazioni nell’infrarosso. Attraverso l’osservazione nell’infrarosso è possibile rintracciare la radiazione che viene riemessa dalle polveri illuminate dalla stella centrale e trovare così giovani dischi protoplanetari, da cui nascono i pianeti, o i più vecchi dischi di detriti, presenti nei sistemi planetari e anche nel Sistema solare. Questo metodo non permette di rintracciare il pianeta, ma solo indicatori della loro presenza.