Rappresentazione di un artista di 51 Pegasi b, il primo esopianeta trovato in orbita attorno a una stella simile al sole.
(Immagine: © NASA / JPL-Caltech)
Paul M. Sutter è un astrofisico a La Ohio State University, ospite di Chiedi a un astronauta e Space Radioe autore di "Il tuo posto nell'universo."Sutter ha contribuito a questo articolo Voci degli esperti di Space.com: Op-Ed & Insights.
Il il più recente premio Nobel per la fisica fu diviso tra Jim Peebles, uno straordinario cosmologo, e una coppia di astronomi svizzeri, Michel Mayor e Didier Queloz.
Il sindaco e Queloz hanno trovato il primo esopianeta orbitando attorno a una stella simile al sole, che è stata una scoperta punto di riferimento per due motivi: ha dimostrato in modo conclusivo che il sole non è l'unica stella ad ospitare una famiglia di pianeti (qualcosa che avevamo a lungo immaginato ma mai dimostrato), e anche che l'universo è davvero , molto strano.
Impulso all'inizio
Il lettore attento noterà nel paragrafo sopra che ero molto chiaro nella mia formulazione: il sindaco e Queloz hanno scoperto il primo esopianeta in orbita attorno a un simile al sole stella, non il primo esopianeta stesso. Il merito va ad Aleksander Wolazczan e Dale Frail nel 1992. E in effetti, hanno ottenuto un accordo due a uno, trovando due pianeti in orbita attorno alla stessa stella.
Ma quella stella era completamente diversa dal nostro sole. Era una pulsar, un nucleo rimanente che ruota rapidamente e denso da una stella una volta gigante. Quella pulsar spruzzava regolarmente un raggio di radiazione sulla Terra, come il battito di ciglia di un faro distante - da qui il nome pulsar. Man mano che gli esopianeti orbitavano attorno a quel nucleo morto, tiravano delicatamente la pulsar, facendola oscillare, il che avrebbe provocato sottili cambiamenti nelle frequenze degli schizzi della pulsar qui sulla Terra.
Mentre questa è stata una grande scoperta per l'astronomia, non era esattamente quello che stavamo cercando. Volevamo sapere - e vogliamo ancora sapere - se c'è un'altra Terra là fuori. E mentre il concetto di pianeti sopravvissuti a una detonazione di supernova e ancora in orbita attorno al nucleo rimanente è un problema succoso su cui riflettere, non ci aiuta direttamente nella nostra caccia. Inoltre, la tecnica utilizzata sulla pulsar si basava sulle frequenze regolari dei suoi impulsi, un trucco che non potevamo usare sulle stelle normali.
Rendendolo mainstream
Invece, abbiamo dovuto guardare le stelle stesse oscillare, e solo pochi anni dopo gli astronomi avevano perfezionato la tecnologia per fornire quella misurazione.
La tecnologia si basava su uno spettrometro, un dispositivo per frantumare la luce da una fonte distante nella sua moltitudine di componenti (essenzialmente un arcobaleno molto scientifico). Con quello spettro, astronomi come il sindaco e Queloz potevano trovare le firme di elementi noti, come l'idrogeno e il carbonio, dalle impronte digitali che lasciano nello spettro. Da lì, potevano fissare la stella giorno dopo giorno, cercando cambiamenti nello spettro.
E quei cambiamenti nello spettro potrebbero rivelare il movimento della stella attraverso il turno Doppler. Lo stesso turno che provoca il lamento di un'ambulanza a cambiare tono mentre passa vicino a te accade alla luce. Quando una sorgente si muove verso di te, la luce viene spostata verso frequenze più alte e più blu, e quando una sorgente si allontana da te, scende a frequenze più basse e più rosse.
Questa non era una nuova tecnica; gli astronomi misurano lo spostamento delle stelle Doppler da quasi duecento anni.
Ma nel 1995 Mayor e Queloz hanno fatto un ulteriore passo in avanti, portando la precisione del loro strumento a nuovi livelli, rimanendo alla ricerca anche dei cambiamenti più minuti.
Se un pianeta sta orbitando attorno a una stella, la gravità di quel pianeta attirerà la stella come un guinzaglio su un cane testardo. La stella non si muoverà molto - le stelle di solito superano i loro pianeti di diversi ordini di grandezza - ma si sposteranno comunque, si spera in modo rilevabile. E nel 1995 la coppia di futuri vincitori del premio Nobel lo hanno inchiodato, confermando l'inconfondibile oscillazione avanti e indietro nello spettro della stella 51 Pegasi, una oscillazione che potrebbe essere causata solo da un compagno relativamente piccolo e invisibile: un esopianeta in orbita.
Noioso è il migliore
Non c'è niente di particolarmente straordinario in 51 Pegasi, ed è ciò che rende così straordinaria la scoperta di un esopianeta. È solo una normale stella del mulino di tutti i giorni, seduta a circa 50 anni luce di distanza, con una massa di circa il 10% in più rispetto al sole e un'età solo un po 'più alta, a 6 miliardi di anni.
È una stella normale, che vive una normale vita stellare, con almeno un pianeta in orbita attorno. Proprio come il nostro sole.
La scoperta del sindaco e di Queloz ha inaugurato una nuova era di caccia agli esopianeti, portando a centinaia, e infine a migliaia, di rilevamenti di esopianeti confermati. Sono così banali ora che gli annunci raramente irrompono anche nelle notizie, ed è solo una questione di tempo prima che troviamo un gemello simile alla Terra.
Ad alcuni piace caldo Giove
Ma il pianeta in orbita attorno a Pegasi non assomiglia a quello che vediamo nel nostro sistema solare, ed è stato così sorprendente che una delle prime reazioni alla sua scoperta sia stata quella di buttare il risultato del tutto come spazzatura.
Ma il risultato del sindaco e di Queloz è stato indiscutibile e abbiamo dovuto confrontarci con la realtà che 51 Pegasi ci ha presentato. Il suo pianeta, soprannominato all'epoca 51 Pegasi b e ora dato il nome Dimidium dall'Unione Astronomica Internazionale (anche se alcuni astronomi si aggrappano al suo nome informale di Bellerofonte), è un tipico gigante gassoso, circa metà della massa di Giove, o 150 volte la massa della Terra.
E orbita a soli 5 milioni di miglia (8 milioni di chilometri) di distanza dalla sua stella madre.
Per il contesto, questo è più di sette volte più vicino di quanto Mercurio sia al nostro sole.
Come ha fatto un gigantesco gigante gassoso, che può formarsi solo alla periferia di un sistema solare dove c'è abbastanza materia prima per ammassare un pianeta fino a proporzioni così massicce, finire così a disagio vicino al suo genitore? Non siamo ancora esattamente sicuri, ma abbiamo trovato un bel nome per loro: hot Jupiter.
Con un'osservazione dedicata, Mayor e Queloz hanno realizzato due trucchi. Hanno lanciato una nuova era di ricerca astronomica sugli esopianeti e hanno rovesciato decenni di comprensione della forma dei pianeti. Non c'è da stupirsi che abbiano vinto un premio Nobel.
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