Tracce di pianeti nella polvere

[Scolari]

Dalla NASA un nuovo approccio per rivelare la presenza di pianeti esterni al sistema solare.
La polvere nasconde, la polvere rivela. Quella che forma i dischi circumstellari e che avvolge le stelle e i loro pianeti, spesso nasconde questi ultimi alla vista dei nostri telescopi. Ma proprio dall’influenza gravitazionale che esercitano sulla polvere, da increspature e irregolarità, i pianeti possono rivelare la propria esistenza. I risultati di un progetto di ricerca internazionale su questa tematica, sono stati presentati il 7 agosto all’Università di Manchester, durante un convegno dell’International Astronomical Union. Nick Gorkavyi, del Goddard Space Flight Center della NASA, ha coordinato il progetto e sottolinea come il nuovo metodo trasformi un problema in un vantaggio: «Leggendo le configurazioni impresse sul disco di polvere, siamo in grado di determinare se lì si nasconde un pianeta. Il pianeta continua a restare nascosto, ma pone la sua firma sulla polvere». Tre stelle vicine sono state oggetto di osservazione mediante questo nuovo approccio, che ha permesso di riscontrare la presenza di sistemi planetari. Secondo lo studio, intorno a Vega ruoterebbe un pianeta dalla massa doppia di quella di Giove, intorno a Epsilon Eridani uno di massa pari a un quinto di quella gioviana, mentre Beta Pictoris avrebbe un pianeta di massa 10 volte maggiore di quella terrestre. Il metodo ha permesso di determinare anche le distanze delle orbite planetarie dalle rispettive stelle e, nei tre casi esaminati, queste variano da 8 a 10 miliardi di chilometria: una distanza enorme, se raffrontata al sistema solare. Uno tra i metodi attualmente più diffusi per rilevare la presenza di pianeti alieni consiste nell’analisi delle piccolissime fluttuazioni nel colore della luce emessa dalle stelle, che sono provocate da oscillazioni nel movimento stellare dovute alla presenza di pianeti di grande massa intorno a esse. Ma non sempre queste fluttuazioni sono rilevabili: può succedere che il pianeta ruoti su un’orbita troppo distante dalla stella e quindi eserciti una forza troppo debole oppure che l’oscillazione della stella non sia rilevabile perché perpendicolare rispetto alla Terra. Il nuovo approccio non presenta questo tipo di difficoltà, ma è applicabile solo a stelle relativamente vicine, a distanze inferiori a un centinaio di anni luce, e di formazione abbastanza recente; infatti, anche se le configurazioni impresse nella polvere sono abbastanza stabili, il disco circumstellare tende, col tempo, a disperdersi.

I piccoli pianeti

Di solito si pensa agli asteroidi come a una potenziale minaccia; ma recenti ricerche consentono di rivalutare questi minuscoli mondi e di considerarli una preziosa testimonianza dell’origine dei pianeti.
Il testo integrale dell'articolo si trova su «Le Scienze» di luglio 2000 Come sono fatti gli asteroidi? La risposta, per ora, non può che essere sul piano delle ipotesi. È probabile che assomiglino a versioni più piccole e più butterate della Luna. Data la gravità molto debole, un astronauta vi farebbe passi lunghissimi. Ma, se il diametro è inferiore a qualche decina di chilometri, la gravità diventa troppo debole per costringere questi «pianeti minori» ad assumere una forma anche approssimativamente sferica. I piccoli mondi hanno forme bizzarre. A causa di questa irregolarità, la gravità può non essere diretta verso il centro di massa. Se aggiungiamo le forze centrifughe, si hanno risultati paradossali. Il basso può non essere in basso. Un visitatore potrebbe cadere verso la cima di un monte, saltare troppo in alto e non ritornare mai più, o lanciarsi in un'orbita caotica, riatterrando dopo giorni in modo imprevedibile. Queste sono curiosità, ma in realtà sappiamo, degli asteroidi, meno di quanto sapessimo della Luna all’alba dell’esplorazione spaziale. I pianetini sono caratterizzati da un delicato equilibrio di deboli forze, nessuna delle quali può essere ignorata, né simulata facilmente in laboratorio. Gli asteroidi più vicini a Marte e alla Terra sono costituiti da minerali rocciosi mescolati con ferro, mentre quelli prossimi a Giove tendono a essere scuri e rossastri, con una composizione simile a quella della nebulosa primordiale da cui i pianeti cominciarono a condensare. A quell'epoca, i primi minuscoli grani solidi si aggregarono a formare i cosiddetti planetesimi, i «mattoni» dei pianeti. Ma, nella zona oltre Marte, le risonanze gravitazionali con la massa di Giove «agitarono le acque», fino a impedire la formazione di corpi con diametro superiore a 1000 chilometri: i frammenti non conglobati in un pianeta divennero gli attuali asteroidi. Fino a una decina di anni fa, nessun asteroide era stato osservato in dettaglio e dopo un periodo di grande successo nel corso del XIX secolo questi piccoli pianeti erano caduti nel dimenticatoio. Oggi gli asteroidi stanno uscendo dall'oblio. E di ciò possiamo ringraziare l’amministratore della NASA, Dan Goldin, e i dinosauri. Il motto di Goldin - «più veloce, migliore, più economico» - è stato una manna per lo studio degli asteroidi. Altrettanto convincente è stato lo spettro della minaccia posta dai pianetini. La scoperta del cratere di Chicxulub nello Yucatán ha confermato che fu l’impatto di un asteroide o di una cometa a provocare l’estinzione di oltre metà delle specie viventi sulla Terra. Spinti da questa timorosa curiosità, stiamo entrando nell’età d’oro dell’esplorazione di comete e asteroidi. Comprenderne la costituzione sarà fondamentale per le future missioni. Oggi, orbitando intorno a Eros, alla distanza di sicurezza di un centinaio di chilometri, la sonda NEAR della NASA sta trasmettendo a terra un mare di dati, con l’obiettivo di chiarire il legame fra asteroidi e meteoriti. Le telecamere cartografano il pianetino con una risoluzione di pochi metri, gli spettrometri analizzano la composizione dei minerali, e un magnetometro cerca un eventuale campo magnetico intrinseco. Queste ricerche aiuteranno a colmare un ampio vuoto teorico. Per ora, non riusciamo a comprendere i piccoli corpi planetari e la loro ambiguità: troppo grandi per disperdersi nello spazio, ma troppo piccoli per assumere una forma regolare.

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