Polvere zodiacale di sistemi extrasolari

Rappresentazione artistica di come potrebbe apparire il cielo visto da un pianeta in un sistema particolarmente polveroso. La polvere che orbita attorno a una stella nel piano del Sistema solare si chiama polvere zodiacale, e la luce riflessa e dispersa da quella polvere è chiamata luce zodiacale. Crediti: NASA/JPL-Caltech

Di pianeti se ne scoprono molti, fuori dal Sistema solare. Anzi, andare a caccia di esopianeti è proprio la “moda” degli ultimi anni, tra gli astronomi. E anche se di questi oggetti, nei cataloghi, ce ne sono a migliaia, siamo certi che il numero potrebbe essere ancora più alto, se solo fosse possibile andare oltre la cortina di polvere stellare dietro la quale molti esemplari si nascondono in alcuni sistemi planetari. Un gruppo di ricercatori che lavora al progetto Hunt for Observable Signatures of Terrestrial Systems (Hosts) sta cercando di saperne di più sull’effetto della polvere nell’ambito della caccia a nuovi mondi. L’obiettivo è quello di progettare future missioni in grado si superare l’ostacolo della polvere che orbita attorno a stelle lontane da noi.

I dati vengono raccolti utilizzando il Large Binocular Telescope Interferometer (Lbti), il grande telescopio binoculare che si trova sulla cima del monte Graham in Arizona – e di cui l’Inaf è partner insieme a istituti tedeschi e statunitensi. Gli esperti vogliono determinale la luminosità della cosiddetta polvere esozodiacale: polvere prodotta dalla collisione tra asteroidi e dall’evaporazione di comete e che si trova nei dintorni delle stelle (anche attorno al Sole). Questa polvere riflette la luce stellare e diventa– per così dire– visibile, anche se è molto debole. Il problema è che questa “fastidiosa” luce non permette alla maggior parte dei telescopi ottici di vedere cosa c’è dietro.

Hosts è un progetto importante per il futuro della ricerca in questo campo. Lo scienziato Steve Ertel, dello Steward Observatory presso l’Università dell’Arizona e primo autore dello studio, ha spiegato: «Più polvere c’è, più grande deve essere il telescopio per “fotografare” un pianeta. È importante sapere quale dimensione del telescopio è necessaria, così da poter ridurre i costi al minimo».

L’interferometro di Lbt, negli Stati Uniti. Crediti: Phil Hinz/Lbti

I ricercatori hanno scoperto che la maggior parte delle stelle simili al Sole non presenta una grande quantità di polvere stellare: una buona notizia per future campagne di ricerca di esopianeti in quei sistemi. Dai raccolti con la survey Hosts, gli esperti hanno visto che il livello tipico della polvere esozodiacale è meno di 15 volte quella presente nella zona abitabile del nostro Sistema solare. Le stelle con una quantità maggiore di polvere rendono scarsi i risultati durante le campagne osservative, poiché i pianeti sono davvero difficili da vedere attraverso la foschia (a meno che non usi un telescopi a infrarossi, ma in questo caso si parla di telescopi ottici).

Una stella che gioca a nascondino con il suo disco di polvere è Epsilon Eridani, una delle dieci stelle più vicine studiate da Hosts. «È molto vicina», ha spiegato Ertel, «e molto molto simile al nostro Sole. In teoria un obiettivo molto interessante da studiare, ma abbiamo capito che non sarebbe stata una buona idea: non si è in grado di vedere un pianeta simile alla Terra attorno a questa stella».

La polvere esozodiacale diventa visibile quando viene riscaldata dal calore emesso dalla stella sl centro del sistema, quindi si illumina se osservata in lunghezze d’onda infrarosse. Tuttavia, a quelle lunghezze d’onda, le stelle brillano 10mila volte di più rispetto alla polvere stessa. Lo studio con Lbti ha coinvolto ben 30 stelle e i relativi dischi di polvere. La tecnica utilizzata è la cosiddetta “Bracewell nulling interferometry”, e il Large Binocular Telescope è unico quanto a capacità di eseguire questo tipo di interferometria: i suoi due “occhi” sono stati progettati in modo da rilevare onde luminose perfettamente in controfase l’una con l’altra, così che le onde si annullino a vicenda. In tal modo si cancella la luce proveniente dalla stella, lasciando emergere la polvere e quello che c’è sotto.

Lbt sta così diventando, sempre più, il cacciatore terrestre di esopianeti del futuro. Di recente è arrivato il via libera alla costruzione degli strumenti Shark, che saranno operativi entro la fine del 2019. Shark (‘squalo’ in lingua inglese, e acronimo di system for coronagraphy with high order adaptive optics from R to K band) è una coppia di strumenti – uno operativo nella banda visibile (Shark-Vis), l’altro in quella del vicino infrarosso (Shark-Nir) – che potranno funzionare in parallelo, sfruttando i due specchi principali da 8,4 metri di diametro che equipaggiano Lbt, rendendolo il primo telescopio al mondo in grado di osservare contemporaneamente esopianeti in un intervallo così ampio dello spettro elettromagnetico.

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Fonte: Polvere zodiacale di sistemi extrasolari

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