Man mano che sempre più esopianeti vengono identificati e confermati da vari metodi osservativi, il "santo graal" ancora inafferrabile è la scoperta di un mondo veramente terrestre ... uno dei tratti distintivi della presenza di acqua liquida. E mentre è vero che l'acqua è stata identificata nelle spesse atmosfere degli esopianeti "Giove caldo" in precedenza, una nuova tecnica è stata ora utilizzata per individuare la sua firma spettrale in un altro mondo gigante al di fuori del nostro sistema solare - potenzialmente aprendo la strada a ancora di più tali scoperte.
I ricercatori della Caltech, della Penn State University, del Naval Research Laboratory, dell'Università dell'Arizona e del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics hanno collaborato in un progetto finanziato dal NSF per sviluppare un nuovo modo per identificare la presenza di acqua nelle atmosfere degli esopianeti.
I metodi precedenti si basavano su casi specifici come quando gli esopianeti - a questo punto tutti i "Giove caldi", pianeti gassosi che orbitano vicino alle loro stelle ospiti - erano in procinto di transitare le loro stelle viste dalla Terra.
Questo, sfortunatamente, non è il caso di molti pianeti extrasolari ... specialmente quelli che non sono stati (o non saranno) scoperti con il metodo di transito usato da osservatori come Keplero.
Guarda: l'universo di Keplero: più pianeti nella nostra galassia che stelle
Quindi i ricercatori si sono rivolti a un altro metodo per rilevare gli esopianeti: velocità radiale o RV. Questa tecnica utilizza la luce visibile per osservare il movimento di una stella per l'oscillazione sempre così leggera creata dal "rimorchiatore" gravitazionale di un pianeta in orbita. Gli spostamenti Doppler nella luce della stella indicano un movimento in un modo o nell'altro, simile a come l'effetto Doppler alza e abbassa il tono del clacson di una macchina mentre passa.
Ma invece di usare lunghezze d'onda visibili, il team si è tuffato nello spettro infrarosso e, usando lo spettrografo Echelle nel vicino infrarosso (NIRSPEC) presso il WM Keck Observatory alle Hawaii, ha determinato l'orbita del relativamente vicino caldo Giove tau Boötis b ... e nel processo ha usato la sua spettroscopia per identificare le molecole d'acqua nel suo cielo.
“Le informazioni che otteniamo dallo spettrografo sono come ascoltare un'esibizione dell'orchestra; ascolti tutta la musica insieme, ma se ascolti attentamente, puoi scegliere una tromba, un violino o un violoncello e sai che questi strumenti sono presenti ", ha dichiarato Alexandra Lockwood, studentessa laureata presso la Caltech e prima autrice del studia. “Con il telescopio, vedi tutta la luce insieme, ma lo spettrografo ti consente di scegliere diversi pezzi; come questa lunghezza d'onda della luce significa che c'è sodio, o questo significa che c'è acqua ".
Precedenti osservazioni del tau Boötis b con il VLT in Cile avevano identificato il monossido di carbonio e temperature più fredde in alta quota nella sua atmosfera.
Ora, con questa comprovata tecnica IR RV, le atmosfere degli esopianeti che non si incrociano davanti alle loro stelle dal nostro punto di vista possono anche essere esaminate per la presenza di acqua, così come altri composti interessanti.
"Ora stiamo applicando la nostra nuova efficace tecnica a infrarossi a molti altri pianeti non in transito in orbita attorno alle stelle vicino al Sole", ha affermato Chad Bender, un ricercatore associato del Dipartimento di Astronomia e Astrofisica del Penn State e coautore del documento. "Questi pianeti sono molto più vicini a noi dei pianeti in transito più vicini, ma sono stati in gran parte ignorati dagli astronomi perché misurare direttamente le loro atmosfere con tecniche precedentemente esistenti era difficile o impossibile."
Una volta che la prossima generazione di telescopi ad alta potenza sarà attiva e funzionante - come il James Webb Space Telescope, il cui lancio è previsto per il 2018 - si possono osservare esopianeti ancora più piccoli e distanti con il metodo IR ... forse contribuendo a fare la scoperta rivoluzionaria di un pianeta come il nostro.
"Mentre lo stato attuale della tecnica non è in grado di rilevare pianeti simili alla terra intorno a stelle come il Sole, con Keck dovrebbe presto essere possibile studiare le atmosfere dei cosiddetti pianeti" super-Terra "scoperti intorno alle stelle a bassa massa vicine, molti di cui non transitano ", ha dichiarato il professore di cosmochimica e scienze planetarie Caltech Geoffrey Blake. "I futuri telescopi come il James Webb Space Telescope e il Thirty Meter Telescope (TMT) ci consentiranno di esaminare pianeti molto più freddi che sono più distanti dalle loro stelle ospiti e dove è più probabile che esista acqua liquida."
I risultati sono descritti in un documento pubblicato nella versione online di 24 febbraio 2014The Astrophysical Journal Letters.
Fonti: comunicati stampa Caltech ed EurekAlert.
