Ci sono pianeti orbitanti intorno alle stelle, fuori dal nostro sistema solare?
Non lo sappiamo per certo, ma con le recenti scoperte riguardanti 51
Pegasi, 70 Virginis e 47 Ursae Majoris il peso delle prove è ora così
rilevante che solo un "avvocato del diavolo" può negare le conclusioni.
Qui c'è un po' di quello che conosciamo (cfr. i riferimenti in fondo per
ulteriori informazioni):
Sono stati trovati tre piccoli corpi in orbita attorno alla pulsar
PSR 1257+12. Essi sono stati designati come "PSR1257+12 A, ..B, e
..C". Uno è grande quanto la Luna, gli altri due
sono circa 2 o 3 volte la massa della Terra.
Furono scoperti misurando le variazioni nella velocità di pulsazione
della pulsar, che possono essere interpretate come effetti
gravitazionali di tre piccoli pianeti. Le prime impressioni sono state
poi confermate ma, ovviamente, non ci sono immagini dirette, poiché ciò
sopravanza di molto le capacità dei nostri telescopi migliori.
Si ritiene che questi pianeti si siano formati in seguito alla
supernova che ha prodotto la pulsar. Se così non fosse, infatti, gli
attuali pianeti si sarebbero dovuti trovare all'interno della stella
progenitrice e quindi non avrebbero avuto molte possibilità di
sopravvivere all'esplosione della supernova, o comunque non sarebbero
rimasti su orbite circolari.
Vari decenni di osservazioni della pulsar PSR 0329+54,
effettuate da Tatiana Shabanova (Lebedev Physics Institute), dimostrano
l'esistenza di un pianeta con un periodo orbitale di 16,9 anni e una
massa >= 2 masse terrestri.
Però, se queste cose sono provate in maniera abbastanza buona,
tuttavia non si tratta precisamente di ciò che intendiamo quando
parliamo di 'sistemi solari'.
Fin dal 1983 si sa che la stella Beta Pictoris è circondata
da un disco di gas e polvere. Gli spettri di Beta Pictoris mostrano
delle righe di assorbimento che si pensa siano dovute a nubi di gas di
tipo cometario occultanti la stella, le quali hanno tratto origine dai
detriti rimasti in seguito alla formazione di pianeti. Sebbene questo
non sia certo, alcuni ritengono che possano essersi formati dei pianeti
intorno a Beta Pictoris.
L'HST ha osservato Beta Pictoris (a destra) e ha scoperto che
il disco è notevolmente più sottile di quanto si credesse. Le stime
basate sulle immagini di Hubble quantificano lo spessore del disco
intorno a non più di 1,6 miliardi di chilometri, cioè 1/4 delle stime
precedenti fondate su osservazioni effettuate da terra. Il disco è messo
quasi di taglio rispetto alla Terra. Poché la polvere ha avuto
abbastanza tempo per sistemarsi su di un piano, il disco potrebbe essere
più antico di quanto si stimasse in principio. Il fatto che il disco sia
sottile, inoltre, aumenta le probabilità che durante l'accrescimento del
disco si siano formati corpi grandi come comete o più. Secondo la teoria
corrente, entrambe le condizioni sono ritenute essere caratteristiche di
un ipotetico disco intorno al nostro Sole, necessario precursore della
fase di formazione dei pianeti del sistema
solare.
Più recenti osservazioni dell'HST hanno mostrato che il disco è
leggermente defomato, proprio come ci si aspetterebbe se ci fosse
l'influenza gravitazionale di un pianeta. Ciò è stato confermato dalle
osservazioni all'ESO.
Recenti osservazioni radio di una nube di gas conosciuta come Bok
Globule B335 hanno prodotto le immagini di matariale collassante su
una stella neonata (di soli 150.000 anni). Queste osservazioni ci
aiutano a capire come si formino le stelle e i pianeti. I fenomeni
osservati collimano con la teoria sulla formazione del sistema solare
-- cioè, una grande nube di gas è collassata fino a dare vita a una
stella con un anello circostante nel quale, dopo un certo tempo, i
pianeti si sono formati per accumulo della materia del disco, orbitando
intorno al Sole.
Il satellite IRAS ha scoperto che Vega emette anche una notevole
quantità di onde infrarosse, e questo è stato attribuito ad un guscio di
polveri (con una massa pari a quella della Luna).
Osservando la vicina Stella di Barnard, si era pensato di trovate la
prova di effetti gravitazionali di pianeti: ma ora questa congettura
sembra essere sbagliata.
La stella Gl229 sembra avere un oggetto con una massa pari a 20
volte la massa di Giove in orbita ad una distanza di 44 UA. Un corpo
così grande è probabilmente una nana bruna piuttosto che un normale
pianeta.
Quella che potrebbe essere la prima scoperta di un pianeta in orbita
attorno ad una stella normale e simile al nostro Sole, è stata
annunciata dagli astronomi che studiano 51 Pegasi, una stella
della sequenza principale, classe spettrale G2-3 V, che si trova a 42
anni luce dalla Terra. In occasione di una recente conferenza tenuta a
Firenze, Italia, Michel Mayor e Didier Queloz dell'Osservatorio di
Ginevra hanno spiegato di aver osservato 51 Pegasi con uno spettrografo
ad alta risoluzione e di aver scoperto che la velocità della stella
rispetto alla linea visuale cambia di circa 70 metri al secondo ogni 4,2
giorni. Se ciò è dovuto a movimenti orbitali, questi numeri suggeriscono
che c'è un pianeta a soli 7 milioni di chilometri da 51 Pegasi -- molto
più vicino di quanto sia Mercurio rispetto al Sole -- e che tale pianeta
ha una massa pari ad almeno la metà di quella di Giove. Queste
caratteristiche fisiche si basano sull'assunto che la nostra linea
visuale giace quasi sul piano orbitale del pianeta. Comunque, altri
indizi suggeriscono che questa sia una buona ipotesi. Un mondo situato a
soli 7 milioni di chilometri da una stella come 51 Pegasi dovrebbe avere
una temperatura di circa 1.000 gradi Celsius, quasi incandescente.
Probabilmente privo di atmosfera, il pianeta potrebbe essere una palla
fusa di ferro e roccia, con un diametro e una gravità alla superficie
sette volte più grandi di quelli della Terra.
Una faccia potrebbe essere sempre rivolta verso la stella, come fa la
Luna rispetto alla Terra.
Queste osservazioni sono ora state confermate da svariati studiosi
indipendenti. E c'è qualche indizio dell'esistenza di un secondo pianeta
più esterno: ma questo non è stato ancora confermato.
[ 51 Pegasi, di magnitudine 5,5, è facilmente visibile con un
binocolo, alta nel cielo notturno, tra Alpha and Beta Pegasi, la coppia
occidentale delle stelle nel Grande Quadrato di Pegaso. Le coordinate
equinoziali (2000) della stella sono A.R. 22 ore 57 minuti, Dec. +20
gradi 46 minuti. ]
Il 17 gennaio 1996 Geoffrey Marcy e Paul Butler annunciarono la
scoperta di pianeti orbitanti intorno alle stelle 70 Virginis e
47 Ursae Majoris. 70 Vir è una stella G5V (sequenza principale)
situata a circa 78 anni luce dalla Terra; 47 UMa è una stella G0V
distante più o meno 44 anni luce. Queste scoperte vennero effettuate
usando la medesima tecnica "effetto doppler" grazie alla quale si è
trovato il pianeta intorno a 51 Pegasi.
Il pianeta di 70 Vir ruota attorno alla stella su un'orbita molto
eccentrica, con un periodo di 116 giorni, e ha una massa pari a nove
volte quella di Giove. Usando le formule standard che mettono in
relazione la luce solare assorbita e il
calore emesso, Marcy e Butler hanno calcolato che la temperatura del
pianeta si aggira sugli 85 gradi Celsius, adatta quindi alla presenza di
acqua allo stato liquido e di molecole organiche complesse. La stella 70
Vir è quasi identica al Sole, sebbene sia parecchie centinaia di gradi
più fredda e forse tre miliardi di anni più vecchia.
Il pianeta di 47 UMa venne scoperto dopo aver analizzato le
osservazioni di otto anni effettuate al Lick Observatory. Il suo periodo
orbitale è poco più di tre anni (1100 giorni), la sua massa tre volte
quella di Giove, e il suo raggio orbitale circa il doppio della distanza
che separa la Terra dal Sole. Anche questo pianeta ha probabilmente una
zona nella sua atmosfera nella quale la temperatura è adatta all'acqua
liquida.
Nell'aprile 1996, i dottori Marcy e Butles hanno scoperto ancora un
altro pianeta, questa volta intorno alla stella HR3522 (cioè Rho 1
Cancri, 55 Cancri), situata a circa 45 anni luce dalla Terra. Si
ritiene che il pianeta abbia una massa pari a 0,8 la massa di Giove. È
verosimile che molti altri pianeti saranno scoperti intorno al primo
gruppo di 120 stelle messo sotto osservazione.
Molti altri pianeti extrasolari sono stati scoperti utilizzando il
metodo Butler/Marcy. Sembra proprio che ci sia un gran numero di pianeti
là fuori.
Un altro pianeta è stato scoperto intorno a 16 Cygni B. Ma a
differenza dei precedenti, questo pianeta ha un'orbita davvero molto
eccentrica (0,6): ciò lo fa andare da un minimo di 0,6 UA fino ad un
massimo di 2,7 UA di distanza dalla sua stella. Questo fenomeno mette in
discussione molte teorie sulla formazione dei pianeti.
Rilevare direttamente un pianeta extrasolare è assai difficile.
Perfino l'Hubble Space Telescope non sarebbe capace di vedere i pianeti
che sono stati ipotizzati con quelle dimensioni e a quelle distanze
dalle rispettive stelle.
Ciò che l'HST ha trovato è stata la presenza di dischi di materia
intorno alle stelle osservate in controluce sulla Nebulosa di
Orione (sono state chiamate 'proplyds', per 'dischi protoplanetari',
a destra). Questa è una grande prova di quanto siano comuni questi
oggetti, ma la scala è troppo piccola per poter vedere direttamente
qualcosa.
Comunque, in presenza di alcune condizioni, dovrebbe essere
possibile rilevare la radiazione infrarossa di pianeti molto grandi
(come Giove o più).
Con un grosso colpo di fortuna, l'HST ha raccolto un'immagine di
quello che sembra essere un pianeta in allontanamento da un sistema di stella doppia. Vedi l'annuncio
del 29 maggio 1998. Se ciò sarà confermato, l'esistenza di pianeti
extrasolari sarà innegabile.