A caccia di esopianeti: arriva un aiuto ExTrA

Questa veduta notturna mostra le tre cupole di ExTrA in primo piano e molti altri telescopi dell’Osservatorio di La Silla dell’Eso sullo sfondo. Crediti: Eso/Emmanuela Rimbaud

L’aggiunta più recente all’Osservatorio dell’ESO a La Silla, nel nord del Cile è ExTrA (Exoplanets in Transits and their Atmospheres), che è appena stato messo in opera con successo. ExTrA è progettato per cercare pianeti intorno a nane rosse vicine e studiarne le proprietà. Si tratta di un progetto francese finanziato dal Consiglio Europeo delle Ricerche (Erc) e dell’Agenzia nazionale francese per la ricerca. I telescopi verranno gestiti a distanza da Grenoble, Francia.

Per scovare e studiare gli esopianeti, ExTrA usa tre telescopi da 0,6 metri che controllano regolarmente la quantità di luce ricevuta da diverse nane rosse e cercano una leggera diminuzione di brillanza che potrebbe essere dovuta a un pianeta che passa – o meglio “transita” – di fronte al disco stellare oscurandone parte della luce. I telescopi e le loro montature sono stati forniti da Astrosysteme Austria, le cupole dalla ditta tedesca ScopeDome e la camera infrarossa dalla società statunitense Princeton Instruments con la schiera di rivelatori della compagnia belga Xenics.

«La Silla è stato scelto come sede per i telescopi grazie alle eccellenti condizioni atmosferiche del sito», ha spiegato il ricercatore a capo del progetto, Xavier Bonfils. «Il tipo di luce che osserviamo – nella banda del vicino infrarosso – viene assorbito facilmente dall’atmosfera terrestre, perciò abbiamo bisogno delle condizioni più asciutte e buie possibili. La Silla risponde in pieno alle nostre specifiche».

Qui si vedono due dei tre telescopi ExTrA all’interno delle cupole. Crediti: Eso/Petr Horálek

Il metodo dei transiti richiede il confronto tra la luminosità della stella sotto indagine e quella di altre stelle di riferimento per individuare cambiamenti anche minuscoli. Ma da terra è difficile realizzare misure di questo tipo, così precise da permettere di rivelare pianeti piccoli, di dimensioni terrestri. Questo approccio, noto come fotometria differenziale, implica l’osservazione della stella bersaglio insieme ad altre stelle vicine nel cielo. Correggendo le variazioni causate in modo simile a tutte le stelle dall’assorbimento dell’atmosfera terrestre, si possono ottenere misure più accurate per la stella bersaglio. È pur vero che i cali di intensità luminosa prodotti dai pianeti terrestri sono così minuscoli che anche questa tecnica non sempre è sufficiente. Usando un approccio innovativo che utilizza anche le informazioni sulla luminosità della stella in diversi colori, invece, ExTrA riesce a superare alcune di queste limitazioni.

Come funziona? I tre telescopi di ExTrA raccolgono la luce della stella bersaglio e di quattro stelle di confronto; questa luce è poi inviata, tramite fibre ottiche, a uno spettrografo multi-oggetto. Questo approccio di aggiungere informazioni spettroscopiche alla fotometria tradizionale aiuta a mitigare gli effetti dirompenti dell’atmosfera terrestre, nonché quelli introdotti da strumenti e rivelatori – migliorando la precisione raggiungibile.

Questa veduta notturna mostra le tre cupole di ExTrA sotto un cielo spettacolare in cui spiccano gli asterismi di Orione, appena alla destra del centro, e dell’ammasso stellare delle Pleiadi, verso sinistra. Crediti:
Eso/Petr Horálek

Poiché un pianeta in transito blocca una frazione maggiore della luce stellare proveniente da una stella piccola, ExTrA si focalizzerà su esempi vicini di uno specifico tipo di stelle piccole e brillanti note come nane M, comuni nella via Lattea. Queste stelle dovrebbero ospitare molti pianeti di dimensioni terresti, rendendoli bersagli primari per gli astronomi che vogliono scoprire e studiare mondi distanti che potrebbero ospitare la vita. La stella più vicina al Sole, Proxima Centauri, è una nana M e in orbita intorno a essa è stato scoperto un pianeta di massa terrestre.

 

Trovare questi mondi precedentemente non rilevabili è uno dei due obiettivi principali di ExTrA. Il telescopio studierà anche il pianeta trovato con un certo dettaglio, e permetterà di stabilirne le proprietà e dedurne la composizione chimica per confrontarla con quella della Terra.

«Con ExTrA possiamo anche affrontare alcune delle domande fondamentali sui pianeti nella nostra galassia. Speriamo di esplorare quanto sono comuni, qual è il comportamento dei sistemi con numerosi pianeti e il tipo di ambiente che ha portato alla loro formazione», ha aggiunto un’altro membro dell’equipe, Jose-Manuel Almenara.

Bonfils si è detto entusiasta per il futuro: «Con la prossima generazione di telescopi, come l’Extremely Large Telescope dell’Eso, potremmo riuscire a studiare l’atmosfera di esopianeti trovati da ExTrA per cercare di stabilire la possibilità che questi pianeti supportino la vita come la conosciamo. Lo studio degli esopianeti sta portando quella che una volta era fantascienza nel mondo della scienza».

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Fonte: A caccia di esopianeti: arriva un aiuto ExTrA