Da qualche giorno la fototeca dei pianeti extrasolari inizia a prendere corpo. Tutto merito del diciottenne telescopio Spaziale Hubble, che continua a scaricare sulla Terra immagini spettacolari da ogni angolo dell’universo e nei giorni scorsi è andato a indagare nei paraggi della stella Fomalhaut, a 25 anni luce da noi, nella costellazione australe dei Pesci, riuscendo a immortalare un pianeta che le ruota attorno. A dirigere il suo potente occhio orbitante è stata l’equipe di Paul Kalas, dell’Università della California a Berkeley, che ha proposto questo tipo di osservazione allo Space Telescope Science Institute di Baltimora. È lì che abbiamo raggiunto l’astrofisico italiano Massimo Robberto, che fa ricerca negli States dal 1999 e risponde volentieri alle domande de IlSussidiario.net.
C’erano già indizi della presenza di questo pianeta? Come hanno fatto a decidere di puntare Hubble proprio lì?
Premetto che sono un po’ influenzato dal fatto che Paul Kalas è un mio carissimo amico; eravamo insieme ad Heidelberg al Max Planck Institute per l’Astronomia e siamo sempre rimasti in contatto. Sono davvero contento per questo entusiasmante e meritatissimo risultato, davvero storico.
Fomalhaut è uno dei grandi “classici” di questo campo. Negli anni ’80 un satellite costruito da Europa-Usa-Olanda, il satellite all’infrarosso IRAS, fece una scoperta inaspettata: alcune stelle “normali” mostrano un eccesso di radiazione infrarossa, che può essere spiegato solo ipotizzando la presenza di una nube di polvere circumstellare. Siccome però la luce stellare giunge a noi senza alcuna attenuazione, la nube di polvere deve essere “bucata” proprio nella nostra direzione; oppure, più probabilmente, è distribuita su un piano come un disco di polvere attorno alla stella. Il prototipo di queste stelle è Vega, la stella più brillante del nostro cielo estivo che culmina allo zenit nelle sere di agosto. (Per saperne di più si può cercare su Google “Vega phenomenon”).
Nel 1984 due americani, Bradford Smith e Richard Terrile, osservarono con un coronografo una stella con questo eccesso infrarosso, Beta Pictoris, e rivelarono il disco, messo quasi esattamente di taglio rispetto a noi, in posizione ideale per essere scoperto. Da allora sono stati fatti molti sforzi per trovare altri dischi, spesso usando Hubble e più recentemente il satellite all’infrarosso Spitzer. Abbiamo ormai un lungo elenco di stelle con eccesso di emissione infrarossa, un elenco più limitato di stelle in cui vediamo direttamente il disco, e Fomalhaut (che fa parte della lista originaria di IRAS) in cui per la prima volta si vede un pianeta all’interno del disco. Un disco analogo, non dimentichiamolo, è presente anche nel nostro sistema solare, prodotto principalmente dalla polvere della coda delle comete che viene dispersa nello spazio quando passano vicino al Sole. Qualcosa del genere deve accadere anche in altre stelle.
Per Hubble la distanza di questo pianeta è un limite o potrebbe vederne anche di più lontani?
Il problema per Hubble non è tanto la luminosità del pianeta, ma come oscurare la stella attorno a cui il pianeta orbita; occorre un tipo molto particolare di osservazione (“coronografia”), in cui praticamente si impedisce alla luce della stella centrale di entrare nello strumento, per poter vedere un oggetto debolissimo estremamente vicino a una stellona brillante. Non dimentichiamo che Fomalhaut è una delle stelle più brillanti del cielo, un faro azzurro spettacolare che domina il cielo australe non lontano dal Polo Sud celeste. Di fatto, osservare Fomalhaut con Hubble senza danneggiare gli strumenti non è del tutto banale. Il problema è dunque come raggiungere la debole luminosità del pianeta senza farsi accecare dalla vicinissima stella. Qui sta tutta l’arte dell’osservazione.
Inoltre, non dobbiamo dimenticare che Hubble mantiene lo specchio telescopico difettoso lanciato nel 1990; anche se gli strumenti hanno gli “occhiali” e producono immagini perfette, il telescopio è, per così dire bacato. Purtroppo, la maschera coronografica che nasconde la stella centrale va messa nel telescopio prima degli “occhiali”. Siccome in quel punto i raggi sono ancora distorti, la maschera non può funzionare al meglio come dovrebbe. Certe striature nelle immagini di Fomalhaut sono il risultato di questo “peccato originale” nell’ottica del telescopio che spunta fuori quando si fanno raffinatissime misure coronografiche. Per analizzare questi dati occorre molta esperienza e tecniche raffinate.
Ci sono indizi di altri pianeti e ci dobbiamo aspettare altre sorprese come questa?
Io credo che Kalas e il suo team stiano tenendo d’occhio altre stelle, anche se ovviamente resteranno molto abbottonati fino a quando non avranno raggiunto conferme definitive. Penso però che non potremo aspettarci da Hubble una grande messe di pianeti come questi, sia perchè Fomalhaut è un caso particolarmente fortunato, sia per via dei limiti strumentali che dicevo sopra.
Quindi non sarà Hubble a dare risultati in questo senso (cioè pianeti extrasolari) e toccherà al suo successore, il James Webb Space Telescope (JWST)?
Hubble potrà fare ancora dell’ottimo lavoro, ma sarà JWST a dare un impulso decisivo in questa direzione, per almeno tre motivi:
1) lavorerà nell’infrarosso, dove le stelle diventano più deboli e i pianeti più brillanti, quindi con un contrasto relativo migliore;
2) contrariamente ad Hubble, JWST avrà uno specchio corretto, consentendo di usare maschere coronografiche più efficienti e di maggiore contrasto;
3) Il futuro telescopio spaziale avrà strumenti ottimizzati per le osservazioni coronografiche, con tutti i “trucchi” necessari per spingere al massimo la sottrazione della stella centrale. Scoperte come quella del pianeta Fomalhaut-b spingeranno ulteriormente in questa direzione, ed è facile prevedere che la Nasa, ma anche le altre agenzie spaziali, daranno ulteriore impulso allo sviluppo di missioni in grado di rivelare pianeti attorno ad altre stelle.
(a cura di Mario Gargantini)