Osservazione di pianeti lontani: attenti alle stelle binarie!

Studio a cura del Dipartimento di Fisica dell'Ateneo

Studio a cura del Dipartimento di Fisica dell'Ateneo

Non è tutto oro quello che luccica, si direbbe dal caso dell’evento di microlensing MOA-2006-BLG-074. Sebbene tutti fossero convinti che nei dati di quest’evento ci fosse il segnale di un nuovo pianeta extrasolare, gli astrofisici Paolo Rota e Valerio Bozza del Dipartimento di Fisica dell’Università di Salerno hanno fornito una spiegazione alternativa, basata su una stella sorgente binaria. Grazie alla pubblicazione di questo studio, l’Ateneo è sempre più in prima linea nell’analisi dei dati che vengono dalle osservazioni di microlensing gravitazionale, soprattutto in vista del lancio del satellite “Roman” della NASA, previsto per il 2025.

Gli astrofisici hanno scoperto più di 4000 pianeti extrasolari (cioè che orbitano intorno a stelle lontane), dai giganti gassosi vicini alle loro stelle ai piccoli pianeti rocciosi, alcuni anche nella cosiddetta zona abitabile, in cui la temperatura è adatta per la presenza di acqua liquida e, forse, anche di vita.

Uno dei metodi più promettenti per la ricerca di pianeti è il microlensing. Questo metodo si basa sull’effetto “lente gravitazionale”, scoperto da Einstein nell’ambito della sua famosa teoria della Relatività Generale. Si tratta dell’amplificazione della luce di una stella-sorgente lontana causata da una stella più vicina (stella-lente) che si interpone sulla linea di vista. Se la stella-lente è accompagnata da un pianeta, il campo gravitazionale del pianeta può indurre “anomalie” sulla curva di luce, con caratteristici picchi secondari.

Tuttavia, deboli anomalie indotte da piccoli pianeti possono essere difficili da distinguere da altri effetti. Il caso dell’evento MOA-2006-BLG-074 è emblematico da questo punto di vista. Segnalato come anomalo dalla collaborazione MOA, che opera al telescopio di Mount John in Nuova Zelanda, è stato subito selezionato come un candidato planetario di tipo Nettuniano da ben tre piattaforme di analisi diverse: una basata al Goddard Space Flight Center della NASA, una dell’Università di Osaka in Giappone e una dell’Università di Salerno in Italia.

A questo punto, è partita l’analisi dettagliata dell’evento, affidata al dott. Paolo Rota, dottorando dell’Università di Salerno nel gruppo del prof. Valerio Bozza, ma gli entusiasmi iniziali si sono raffreddati quando è emerso un moto orbitale troppo rapido per poter dare luogo ad un sistema planetario fisicamente consistente. Evidentemente, quelle piccole anomalie riscontrate dal telescopio di MOA dovevano avere una spiegazione diversa da quella suggerita dalle analisi preliminari. Così dopo aver vagliato diverse possibilità, è stata individuata una spiegazione alternativa: la sorgente era parte di un sistema binario con una compagna molto più debole.

Alla fine, tutti i parametri fisici per MOA-2006-BLG-074 tornano e sono consistenti con lo scenario di sorgente binaria: le masse 1,3 e 0,4 masse solari, le luminosità delle due componenti, il periodo di 14 giorni e il raggio orbitale. Insomma, non c’è più alcun dubbio.

Cosa impariamo da questa storia? Tra le migliaia di pianeti che scoprirà il satellite Roman, non sarà raro ritrovarsi casi simili a quello di MOA-2006-BLG-074. La statistica sui piccoli pianeti potrebbe essere contaminata da sorgenti binarie e allora occorrerà aumentare le contromisure per identificare questi sistemi. Il software sviluppato dall’Università di Salerno avrà un ruolo centrale nell’analisi di Roman e l’esperienza maturata in casi come questi servirà a predisporre una piattaforma di analisi solida e affidabile… a prova di sorgenti binarie.Gli appassionati di esopianeti possono stare tranquilli: i pianeti di Roman, persino quelli piccoli come Marte, saranno tutti veri!

  1. Rota et al. “MOA-2006-BLG-074: Recognizing Xallarap Contaminants in Planetary Microlensing”, Astronomical Journal16259 (2021)

Pubblicato il 22 Luglio 2021

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