Come scoprire pianeti lontani

La scoperta di un pianeta al di fuori del Sistema solare non può essere fatta osservando la luce visibile, ma soltanto misurando una debole emissione infrarossa o, soprattutto, valutando gli effetti indiretti che il pianeta provoca sull'astro attorno al quale ruota. I pianeti, a differenza delle stelle, non brillano di luce propria e possono essere visti soltanto perché riflettono la luce di stelle vicine. La scoperta di un pianeta al di fuori del Sistema solare non può essere fatta osservando la luce visibile, ma soltanto misurando una debole emissione infrarossa o, soprattutto, valutando gli effetti indiretti che il pianeta provoca sull'astro attorno al quale ruota. I pianeti, a differenza delle stelle, non brillano di luce propria e possono essere visti soltanto perché riflettono la luce di stelle vicine. Tuttavia, mentre nel Sistema Solare la luce riflessa può essere vista, a grande distanza dalla Terra, la luce riflessa è troppo debole rispetto a quella delle stelle circostanti. Una conferma dell'esistenza di un pianeta è l'occultazione periodica della stella attorno alla quale il pianeta orbita, dovuta al fatto che esso si interpone regolarmente sulla visuale dell'astro. Un'altra conferma è l'oscillazione periodica della stella causata dalla forza gravitazionale del pianeta, valutabile attraverso lo spostamento dell'astro lungo la visuale terrestre. Calcolando l'entità di questa perturbazione sul moto orbitale e sulla velocità della stella, utilizzando le leggi della dinamica si può risalire alla massa e alle dimensioni del pianeta, e al raggio e al periodo dell'orbita.

Questa tecnica può comunque essere utilizzata solo per scoprire pianeti di grande massa, in grado di causare segnali oscillanti che possano essere rivelati dagli strumenti (nel caso di Giove, il pianeta più grande del Sistema solare, la variazione di velocità indotta sul Sole è, per un osservatore esterno, di 12 m/s, mentre per Saturno l'effetto è di soli 2,7 m/s). Per i pianeti più piccoli si è rivelata interessante la tecnica chiamata di 'microlente gravitazionale', che utilizza un effetto previsto dalla relatività generale e verificato sperimentalmente: la luce di una stella viene deviata dalla massa di un pianeta (o di un'altra stella) che si trovi in prossimità della linea di vista di un osservatore, producendo un'immagine deformata della stessa sorgente. Il pianeta agisce quindi come una piccola lente, facendo brillare improvvisamente la stella che in quel momento è allineata con l'osservatore. Se invece di una singola stella si è in presenza di un sistema binario, quello che si osserva è uno scintillìo simile al riflesso del tramonto sull'acqua.
L'individuazione diretta di un pianeta attraverso il suo transito davanti al disco di una stella è un altro banco di prova per i metodi di scoperta indiretti. Durante l'eclissi il pianeta provoca una diminuzione della luminosità della stella: per i pianeti come Giove questo effetto può essere apprezzato anche con strumenti astronomici non sofisticati. L'osservazione dell'ombra del pianeta durante il suo passaggio davanti alla stella permette di calcolarne il diametro, quindi le dimensioni. Dalla misura della massa (ricavata dall'entità delle perturbazioni indotte sulla stella) si può pertanto risalire alla densità del pianeta.
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Claudio Censori (www.cosmored.it)

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