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Exoplanets in Transit and their Atmosphere

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Nuovi telescopi rafforzano la ricerca di mondi abitabili vicino a stelle fredde

Un nuovo stabilimento che ospita tre telescopi nel deserto cileno sarà ben presto a caccia di oggetti freddi, quali pianeti in formazione con dimensioni simili alla Terra che orbitano vicino a nane rosse. Il suo design innovativo e gli «occhi» con sensibilità agli infrarossi contribuiranno a individuare mondi potenzialmente abitabili.

RICERCA DI BASE

SPAZIO

© Jurik Peter

Una delle scoperte più entusiasmanti dell’astronomia negli ultimi decenni è stata l’identificazione di pianeti in orbita attorno a stelle al di fuori del nostro sistema solare. Ad oggi, sono conosciuti più di 4 000 esopianeti, di cui la maggior parte è significativamente più grande della Terra, con dimensioni paragonabili al gigante gassoso Giove. Sebbene ciò possa non riflettere le condizioni reali nello spazio, i pianeti più piccoli sono di più difficile individuazione. ExTrA è un nuovo stabilimento dell’Osservatorio ESO di La Silla, in Cile, fondato dal Consiglio europeo della ricerca e dal Centro nazionale francese per la ricerca scientifica. I telescopi ExTrA miglioreranno significativamente il rilevamento e la caratterizzazione atmosferica di pianeti con dimensioni simili alla Terra. Essi sono in particolare destinati a pianeti in transito sulla loro stella. Durante il loro movimento, gli esopianeti provocano un leggero calo nella luminosità della stella e ne proiettano l’ombra sui telescopi. Misurando questo oscuramento periodico della luce, gli astronomi possono dedurre la fisica atmosferica e la composizione della massa, per determinare la composizione principale del pianeta.

Osservare nel vicino infrarosso

Lo stabilimento ExTrA utilizza una tecnologia che può rafforzare la potenza di una tradizionale tecnica nota come fotometria differenziale (in cui la luminosità di una stella è valutata attraverso il paragone con altre stelle nell’immagine). In principio, sarebbe difficile individuare esopianeti più piccoli, con dimensioni simili alla Terra attraverso questo metodo. Tuttavia, i ricercatori stanno sviluppando nuovi metodi che misurino la luminosità delle nane rosse nel vicino infrarosso, dove appaiono più luminose. «Al momento, esiste una serie di piccoli telescopi che può esaminare le nane rosse per individuare segni di esopianeti. Indagini simili condotte nell’infrarosso renderebbero molto più efficiente l’osservazione di esopianeti piccoli e freddi, poiché le nane rosse emettono gran parte della loro luce in questo spettro», dichiara il coordinatore del progetto, Xavier Bonfils. Dal momento che le telecamere a infrarossi sono relativamente costose, i telescopi ExTrA utilizzano fibre ottiche. La luce raccolta dai tre telescopi è trasmessa attraverso le fibre ottiche e passa attraverso un rivelatore di infrarossi. Un robot colloca le fibre nella giusta posizione per ricevere la luce dalle stelle e, in questo modo, ExTrA può registrare la fotometria nell’infrarosso. I ricercatori hanno inoltre preso in considerazione il fatto che la radiazione infrarossa sia fortemente assorbita dall’acqua. Ciò crea una grande quantità di errori sistematici nell’osservazione di una stella a diverse masse d’aria. A tal fine, le fibre ottiche di tutti e tre i telescopi conducono allo stesso spettrografo (uno strumento che disperde la luce stellare), affinché gli astronomi possano selezionare le bande spettrali prive di linee di transizione idrica.

L’acqua: un ingrediente chiave per la vita extraterrestre

ExTrA cercherà pianeti in transito attorno a stelle fredde nella speranza di individuare pianeti con dimensioni simili alla Terra nella loro zona abitabile. In questa regione attorno a una stella, un pianeta può avere temperature superficiali coerenti con la presenza di acqua allo stato liquido. Il fattore essenziale che determina la temperatura di un pianeta è la sua distanza dalla stella ospite. «Questa dovrebbe essere l’indagine più sensibile per i pianeti con dimensioni simili alla Terra che transitano attorno a vicine stelle luminose», afferma Bonfils. «Ciò significa che ci aspettiamo di poter identificare e analizzare decine di eso-Terre e, attraverso la caratterizzazione delle loro atmosfere, individuare quelle potenzialmente abitabili».

Parole chiave

ExTrA, infrarosso, esopianeta, pianeta con dimensioni simili alla Terra, nana rossa, fibre ottiche, abitabile, Osservatorio ESO di La Silla, spettrografo

Informazioni relative al progetto

ID dell’accordo di sovvenzione: 337591

Stato

Progetto concluso

  • Data di avvio

    1 Luglio 2014

  • Data di completamento

    30 Giugno 2019

Finanziato da:

FP7-IDEAS-ERC

  • Bilancio complessivo:

    € 2 000 000

  • Contributo UE

    € 2 000 000

Ospitato da:

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS

Questo progetto è apparso in…