Credito d'immagine: NASA
Una squadra di astronomi ha pesato un gruppo di pianeti in orbita attorno a una pulsar misurando con precisione le loro orbite. La cosa insolita è che la spaziatura tra i pianeti corrisponde quasi esattamente alla spaziatura di Mercurio, Venere e Terra, rendendo questo bizzarro sistema il più simile al nostro Sistema Solare finora scoperto. La pulsar, 1257 + 12, fu scoperta 13 anni fa usando il radiotelescopio Arecibo.
Per la prima volta, i pianeti in orbita attorno a una pulsar sono stati "pesati" misurando con precisione le variazioni del tempo impiegato per completare un'orbita, secondo un team di astronomi del California Institute of Technology e della Pennsylvania State University.
Riferendo all'incontro estivo dell'American Astronomical Society, il ricercatore post dottorato Maciej Konacki e il professore di astronomia Penn State Alex Wolszczan hanno annunciato oggi che masse di due dei tre pianeti conosciuti in orbita attorno a una pulsar in rapida rotazione a 1.500 anni luce di distanza dalla costellazione della Vergine misurato con successo. I pianeti sono 4,3 e 3,0 volte la massa della Terra, con un errore del 5 percento.
I due pianeti misurati sono quasi nello stesso piano orbitale. Se il terzo pianeta è complanare con gli altri due, è circa il doppio della massa della luna. Questi risultati forniscono prove convincenti che i pianeti devono essersi evoluti da un disco di materia che circonda la pulsar, in un modo simile a quello previsto per i pianeti attorno a stelle simili al sole, affermano i ricercatori.
I tre pianeti pulsar, con le loro orbite distanziate in una proporzione quasi esatta alle distanze tra Mercurio, Venere e Terra, comprendono un sistema planetario sorprendentemente simile nell'aspetto al sistema solare interno. Sono chiaramente i precursori di tutti i pianeti simili alla Terra che potrebbero essere scoperti intorno alle stelle simili al sole vicine dai futuri interferometri spaziali come la missione di interferometria spaziale o il pianeta terrestre.
"Sorprendentemente, il sistema planetario attorno alla pulsar 1257 + 12 assomiglia al nostro sistema solare più di qualsiasi altro sistema planetario extrasolare scoperto intorno a una stella simile al sole", ha detto Konacki. "Questo suggerisce che la formazione del pianeta è più universale del previsto."
I primi pianeti in orbita attorno a una stella diversa dal sole furono scoperti da Wolszczan e Frail attorno a una vecchia stella di neutroni a rotazione rapida, PSR B1257 + 12, durante una grande ricerca di pulsar condotte nel 1990 con il gigantesco radiotelescopio Arecibo da 305 metri. Le stelle di neutroni sono spesso osservabili come radio pulsar, perché si rivelano come fonti di esplosioni radio-periodiche altamente simili a impulsi. Sono avanzi estremamente compatti e densi di esplosioni di supernova che segnano la morte di stelle massicce e normali.
La straordinaria precisione delle pulsar millisecondi offre un'opportunità unica di cercare pianeti e persino grandi asteroidi in orbita attorno alla pulsar. Questo approccio alla "pulsar timing" è analogo al noto effetto Doppler utilizzato con successo dagli astronomi ottici per identificare i pianeti attorno alle stelle vicine. Fondamentalmente, l'oggetto in orbita induce un movimento riflesso alla pulsar che provoca l'interferenza dei tempi di arrivo degli impulsi. Tuttavia, proprio come il metodo Doppler, il metodo della temporizzazione pulsar è sensibile ai movimenti stellari lungo la linea di vista, la temporizzazione pulsar può rilevare solo variazioni del tempo di arrivo dell'impulso causate da una oscillazione pulsar lungo la stessa linea. La conseguenza di questa limitazione è che si può solo misurare una proiezione del moto planetario sulla linea di vista e non è possibile determinare la dimensione reale dell'orbita.
Poco dopo la scoperta dei pianeti intorno a PSR 1257 + 12, gli astronomi hanno capito che i due più pesanti devono interagire gravitazionalmente in modo misurabile, a causa di una commensurabilità quasi 3: 2 dei loro periodi orbitali di 66,5 e 98,2 giorni. Poiché l'entità e l'esatto modello delle perturbazioni risultanti da questa condizione di quasi risonanza dipendono da un orientamento reciproco delle orbite planetarie e delle masse planetarie, in linea di principio è possibile estrarre queste informazioni da precise osservazioni temporali.
Wolszczan ha dimostrato la fattibilità di questo approccio nel 1994, dimostrando la presenza dell'effetto perturbazione previsto nei tempi della pulsar del pianeta. In effetti, è stata la prima osservazione di un tale effetto oltre il sistema solare, in cui si osservano comunemente risonanze tra pianeti e satelliti planetari. Negli ultimi anni, gli astronomi hanno anche rilevato esempi di interazioni gravitazionali tra pianeti giganti attorno a stelle normali.
Konacki e Wolszczan hanno applicato la tecnica di interazione di risonanza alle osservazioni temporali di precisione in microsecondi della PSR B1257 + 12 fatte tra il 1990 e il 2003 con il gigantesco radiotelescopio Arecibo. In un articolo che appare nelle lettere astrofisiche del diario, dimostrano che la firma di perturbazione planetaria rilevabile nei dati di temporizzazione è abbastanza grande da ottenere stime sorprendentemente accurate delle masse dei due pianeti in orbita attorno alla pulsar.
Le misurazioni effettuate da Konacki e Wolszczan rimuovono la possibilità che i pianeti pulsar siano molto più massicci, il che sarebbe il caso se le loro orbite fossero orientate più "frontalmente" rispetto al cielo. In realtà, questi risultati rappresentano la prima identificazione inequivocabile di pianeti delle dimensioni della Terra creati da un disco protoplanetario oltre il sistema solare.
Wolszczan ha dichiarato: "Questa scoperta e la sorprendente somiglianza dell'aspetto del sistema pulsar con il sistema solare interno forniscono un'importante linea guida per pianificare le future ricerche di pianeti simili alla Terra intorno alle stelle vicine."
Fonte originale: Caltech News Release
