Alla ricerca dei pianeti abitabili: nuove immagini dai telescopi dell’ESO

Breakthrough Watch, il programma astronomico globale alla ricerca di pianeti simili alla Terra intorno a stelle vicine, e l’ESO (European Southern Observatory), la principale organizzazione astronomica intergovernativa europea, hanno annunciato oggi la “prima luce” di uno strumento appena costruito per la ricerca di pianeti installato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO nel deserto di Atacama, in Cile.

Near Earths in the AlphaCen Region

Lo strumento, chiamato NEAR (Near Earths in the AlphaCen Region), è progettato per la ricerca di esopianeti nel sistema stellare più vicino a noi, Alfa Centauri, all’interno delle “zone abitabili” delle due stelle simili al Sole, dove l’acqua potrebbe esistere allo stato liquido.

È stato sviluppato negli ultimi tre anni ed è stato costruito in collaborazione con l’Università di Uppsala in Svezia, l’Università di Liegi in Belgio, il California Institute of Technology negli Stati Uniti d’America e il Kampf Telescope Optics a Monaco di Baviera, in Germania.

I pianeti con acqua liquida

Dal 23 maggio, per una durata di dieci giorni, gli astronomi dell’ESO hanno condotto osservazioni al VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, per stabilire l’eventuale presenza di uno o più pianeti nel sistema stellare. Le osservazioni si sono concluse l’11 giugno. I pianeti nel sistema, di dimensione pari a due volte la dimensione della Terra o più grandi, sono rilevabili con la strumentazione aggiornata.

La banda di osservazione, dell’infrarosso vicino fino a quello termico, è significativa in quanto corrisponde al calore emesso da un candidato pianeta e consente quindi agli astronomi di determinare se la temperatura del pianeta permette la presenza di acqua liquida.

Alfa Centauri

Alfa Centauri è il sistema stellare più vicino al nostro Sistema Solare, a 4,37 anni luce (circa 40 mila miliardi di chilometri) di distanza. Consiste di due stelle simili al Sole, Alfa Centauri A e B, oltre alla stella nana rossa, Proxima Centauri. La conoscenza attuale dei sistemi planetari di Alfa Centauri è scarsa. Nel 2016, una squadra che utilizzava gli strumenti dell’ESO ha scoperto un pianeta simile alla Terra in orbita attorno a Proxima Centauri.

Alfa Centauri A e B rimangono però sconosciuti; non è chiaro quanto questi sistemi stellari siano stabili per pianeti simili alla Terra, e il modo più promettente per stabilire se ci siano pianeti intorno a queste stelle vicine è proprio tentare di osservarli.

La luce che ci arriva dai pianeti

Produrre immagini di tali pianeti, tuttavia, è una grande sfida dal punto di vista tecnico, dal momento che la luce stellare riflessa è di solito miliardi di volte più debole della luce che ci arriva direttamente dalle stelle madri; risolvere un piccolo pianeta vicino alla sua stella a una distanza di diversi anni luce è stato paragonato a individuare una falena che vola intorno a un lampione a decine di chilometri di distanza.

Per risolvere questo problema, nel 2016 Breakthrough Watch ed ESO hanno lanciato una collaborazione per costruire uno strumento speciale chiamato coronagrafo a infrarossi termici, progettato per bloccare la maggior parte della luce proveniente dalla stella e ottimizzato per catturare la luce infrarossa emessa dalla superficie calda del pianeta in orbita, piuttosto che la piccola quantità di luce stellare che essa riflette.

Proprio come gli oggetti vicini al Sole (normalmente nascosti dal suo bagliore) possono essere visti durante un’eclissi totale, così il coronografo crea una sorta di eclissi artificiale della stella osservata, bloccandone la luce e consentendo di rilevare oggetti molto più deboli nelle sue vicinanze. Questo segna un progresso significativo nelle capacità di osservazione.

Telescopi molto sensibili

Il coronagrafo è stato installato su uno dei quattro telescopi del VLT da 8 metri di diametro, aggiornando e modificando uno strumento esistente, chiamato VISIR, per ottimizzare la sua sensibilità alle lunghezze d’onda nella banda dell’infrarosso associate a esopianeti potenzialmente abitabili.

Sarà quindi in grado di cercare le prove di un calore simile a quello della Terra, che assorbe energia dal Sole e la emette nell’intervallo di lunghezze d’onda dell’infrarosso termico. NEAR modifica lo strumento VISIR esistente in tre modi, combinando diversi risultati di ingegneria astronomica all’avanguardia. Innanzitutto, utilizza un coronografo, consentendo di ridurre drasticamente la luce della stella bersaglio e quindi rivelare i segnali rivelatori dei potenziali pianeti terrestri.

In secondo luogo, utilizza una tecnica chiamata ottica adattiva per deformare strategicamente lo specchio secondario del telescopio, per compensare la sfocatura prodotta dall’atmosfera terrestre. Infine, utilizza nuove strategie di suddivisione dei dati che riducono anche il rumore, oltre a consentire potenzialmente allo strumento di passare rapidamente da una stella all’altra – fino a 100 millisecondi – massimizzando il tempo disponibile per il telescopio.

 

 

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