Un nuovo metodo per rilevare i pianeti extrasolari. I telescopi non sono utili qui.

Nel 2017 ho descritto quattro metodi principali per rilevare i pianeti: astrometria, microlensing, misurazioni della velocità radiale e transiti. A questi va aggiunta la tecnica della visualizzazione diretta. Grazie al lavoro sempre migliore dei telescopi, sono state scoperte diverse dozzine di pianeti. Tutti e cinque i metodi hanno un denominatore comune. Si basano su osservazioni con telescopi in luce visibile. In questo caso, ci sono grandi speranze per le osservazioni di Webb, così come per nuovi supertelescopi come il Giant Magellanic Telescope.

È possibile osservare i pianeti in modo diverso rispetto ai telescopi ottici?

I pianeti possono essere visti anche con i radiotelescopi. Tuttavia, una condizione importante deve essere soddisfatta. Il segnale radio deve essere forte, il che significa che il pianeta o il suo ambiente devono essere una fonte di emissione radio così forte, oppure il radiotelescopio deve essere utilizzato per osservazioni osservative molto sensibili e ad alta risoluzione.

A questo punto, probabilmente stai pensando all’emissione radio prodotta dalla nostra civiltà, che è la prova dell’esistenza della vita intelligente. Tuttavia, ciò che gli astronomi offrono sono le osservazioni delle onde radio che sorgono, tra le altre cose, come risultato dell’interazione del vento stellare con il campo magnetico del pianeta. È probabile che tali fenomeni siano particolarmente pronunciati su pianeti giganti come il nostro Giove. Nel Sistema Solare, questo gigante gassoso può essere molto luminoso nelle immagini radio, anche se confrontato con il Sole. 

Giove e le sue osservazioni radio, ovvero il punto di partenza per un nuovo metodo di rilevamento dei pianeti extrasolari.

Giove nel sistema solare è così vicino che le osservazioni sono possibili anche dagli appassionati di radioastronomia che utilizzano strumenti fatti in casa. L’effetto dell’interazione degli elettroni del vento solare con il campo magnetico di Giove si manifesta sotto forma di rumore radio nell’intervallo da 10 a 40 MHz proveniente dal lato del pianeta.

Naturalmente, anche le migliori immagini amatoriali di Giove non saranno buone come quelle ottenute utilizzando le griglie interferometriche del radiotelescopio professionale. Nel caso del VLA (Very Large Array, una rete di radiotelescopi nel New Mexico, USA), che, grazie al lavoro congiunto di 27 telescopi, fornisce una risoluzione angolare abbastanza elevata delle osservazioni radio, Giove appare nell’immagine sotto. Invece di macchie come osservazioni a bassa risoluzione che mostrano il pianeta e il cosiddetto toro formato dall’espulsione di materiale dalla luna Io, otteniamo un’immagine che ricorda Giove come lo conosciamo. Cioè, fasce di nuvole nell’alta atmosfera.

Tuttavia, in realtà, scegliendo la giusta lunghezza d’onda per le osservazioni, osserviamo Giove al di sotto della sommità delle nuvole. Le osservazioni ottenute con il VLA a lunghezze di 2 e 3 cm, cioè corrispondenti a frequenze da 8 a 18 GHz, ci permettono di guardare a 30–90 km di profondità in questo pianeta.

Nuova generazione di radiotelescopi necessari per la ricerca di pianeti extrasolari

I pianeti extrasolari, purtroppo, sono molto più lontani di Giove. Per rilevare un segnale radio di passaggio, sarà necessario costruire enormi radiotelescopi. E nemmeno radiotelescopi, ma griglie interferometriche, che forniranno osservazioni ad alta risoluzione. Inoltre, non saremo interessati ad osservare le caratteristiche della loro superficie, ma a determinare con precisione la loro posizione rispetto alla stella.

Ad oggi, non siamo stati in grado di osservare alcun pianeta utilizzando il rilevamento delle onde radio, ma le simulazioni al computer suggeriscono che se otteniamo la risoluzione osservativa appropriata, il segnale dovrebbe essere molto chiaro e facilmente rilevabile.

Tali osservazioni radio, ovviamente, saranno possibili principalmente nel caso di pianeti giganti con forti campi magnetici. Tuttavia, quando riusciremo a farlo, avremo le misurazioni più accurate dell’orbita di un tale oggetto e le indicazioni della sua struttura interna. Anche se ci sono altri pianeti di massa minore e più difficili da rilevare nel sistema, una determinazione accurata della traiettoria di uno dei pianeti renderà più facile rifinirli nel caso di altri oggetti.

Fonte: Berkeley, inf. proprio, foto di input: NASA/JPL-Caltech/R. Commercio all’ingrosso (IPAC)