Un'altra tecnica è stata aggiunta al toolkit dei cacciatori di pianeti exo e non richiede enormi telescopi terrestri o osservatori spaziali. Questa nuova tecnica terrestre consentirà lo studio delle atmosfere dei pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare, accelerando la nostra ricerca di pianeti simili alla Terra con molecole legate alla vita.
L'11 agosto 2007, Mark Swain di JPL e il suo team hanno trasformato la NASA Infrared Telescope Facility - un telescopio di 3 metri sulla cima di Mauna Kea, nelle Hawaii - verso il caldo pianeta di dimensioni di Giove HD 189733b nella costellazione di Vulpecula . Ogni 2,2 giorni, il pianeta orbita attorno a una stella di sequenza principale di tipo K leggermente più fredda e più piccola del nostro Sole. L'HD189733b aveva già prodotto progressi rivoluzionari nella scienza degli esopianeti, compresi i rilevamenti di vapore acqueo, metano e anidride carbonica mediante l'uso di telescopi spaziali.
Utilizzando un nuovo metodo di calibrazione per rimuovere errori di osservazione sistematici causati dall'instabilità dell'atmosfera terrestre, hanno ottenuto una misurazione che rivela i dettagli della composizione e delle condizioni atmosferiche dell'HD189733b, un risultato senza precedenti da un osservatorio terrestre.
Hanno rilevato anidride carbonica e metano nell'atmosfera dell'ex pianeta del HD 189733b con lo spettrografo SpeX, che divide la luce nei suoi componenti per rivelare le distintive firme spettrali di diversi prodotti chimici. Il loro lavoro chiave è stato lo sviluppo del nuovo metodo di calibrazione per rimuovere errori di osservazione sistematici causati dalla variabilità dell'atmosfera terrestre e dall'instabilità dovuta al movimento del sistema del telescopio mentre traccia il suo obiettivo.
I ricercatori hanno impiegato più di due anni per sviluppare il loro metodo in modo che potesse essere applicato alle osservazioni spettroscopiche con il telescopio da 3 metri, consentendo l'identificazione di molecole specifiche come metano e anidride carbonica.
"Come conseguenza di questo lavoro, ora abbiamo l'eccitante prospettiva che altri telescopi terrestri adeguatamente equipaggiati e relativamente piccoli possano essere in grado di caratterizzare gli esopianeti", ha affermato John Rayner, lo scienziato di supporto della NASA Infrared Telescope Facility che ha costruito lo spettrografo SpeX. "In alcuni giorni non possiamo nemmeno vedere il Sole con il telescopio, e il fatto che in altri giorni ora possiamo ottenere uno spettro di un esopianeta a 63 anni luce di distanza è sorprendente."
Durante le loro osservazioni, il team ha scoperto un'emissione di infrarossi luminosi inaspettata da metano che si distingue sul lato giorno di HD198733b. Ciò potrebbe indicare un tipo di attività nell'atmosfera del pianeta che potrebbe essere correlata all'effetto delle radiazioni ultraviolette della stella madre del pianeta che colpisce l'atmosfera superiore del pianeta, ma sono necessari studi più dettagliati.
"Un obiettivo immediato per l'utilizzo di questa tecnica è quello di caratterizzare più pienamente l'atmosfera di questo e altri esopianeti, compresa la rilevazione di molecole organiche e possibilmente prebiotiche" come quelle che hanno preceduto l'evoluzione della vita sulla Terra, ha affermato Swain. "Siamo pronti a svolgere tale compito". Alcuni dei primi obiettivi saranno le super-terre. Usata in sinergia con le osservazioni della NASA Hubble, Spitzer e il futuro James Webb Space Telescope, la nuova tecnica "ci darà un modo assolutamente geniale per caratterizzare le super-terre", ha detto Swain.
Il loro lavoro è riportato oggi nell'edizione del 3 febbraio 2010 di Natura.
Per una grande FAQ sull'uso dello spettro per studiare i pianeti extrasolari, vedi questa pagina dal Max Planck Institute for Astronomy.
Fonti: Max Planck Institute for Astronomy, STFC
