VLTI (Gravity) registra la prima atmosfera extrasolare

HR8799. Una stella distante 129 anni luce, è la prima ad ospitare un pianeta di cui si sia osservata direttamente l’atmosfera!

Sono passati appena 40 anni da quando fu accertata l’esistenza dei pianeti attorno alle altre stelle; non che vi fossero dubbi al riguardo ma si riteneva che dimostrarne l’esistenza e perfino scrutarne qualcuno — come poi è stato fatto — fosse impossibile. E invece … eccoci qua!
Sfruttando l’ eccezionale apertura interferometrica di ben 100 metri (vedi nota a piè di pagina), gli astronomi sono riusciti a ricavare lo spettro dell’atmosfera di HR 8799 e, uno dei quattro pianeti di una stella molto giovane — appena una trentina di milioni di anni — di classe F0, distante appena 129 anni luce [1]. Il corpo celeste è un gioviano caldo, con una massa superiore di circa 10 volte quella di Giove ed è altrettanto giovane quanto la sua stella. Questa è una fortuna, perché permetterà in seguito di studiare nel dettaglio la sua evoluzione.
Comunque intanto sono stati raggiunti, e superati, diversi traguardi: il primo, e sicuramente il più importante, riguarda la capacità tecnologica di riuscire ad osservare finalmente l’atmosfera di un esopianeta, ossia di un mondo che non appartiene al nostro sistema solare; il secondo è che quell’atmosfera non è esattamente come i modelli standard delle atmosfere planetarie descrivono. E questo spingerà senz’altro gli astronomi a cercare e studiare altre esoatmosfere per cercare di comprenderne meglio i meccanismi. Intanto vi invito a consultare i link a fine articolo per vedere i risultati scientifici.
Questo è il link al comunicato ufficiale dell’ESO

Note:

Schizzo della disposizione dell’interferometro del VLT. La luce da un oggetto celeste distante entra in due dei telescopi del VLT e viene riflessa dai vari specchi nel tunnel interferometrico, al di sotto della piattaforma di osservazione sulla cima del Paranal. Due linee di ritardo con carrelli mobili correggono in continuazione la lunghezza dei cammini in modo che i due fasci interferiscano costruttivamente e producano frange di interferenza nel fuoco interferometrico in laboratorio.

L’Interferometria viene usata da decenni nel campo delle onde radio, dove si possono ottenere immagini con strumenti virtuali pari quasi al diametro terrestre, Il principio di funzionamento di un apparato interferometrico si basa sulla sovrapposizione in fase di due o più segnali coerenti allo scopo di esaltarne il segnale; per ottenere questo effetto però la differenza tra i cammini ottici dei fasci stessi deve rimanere inferiore ad un decimo della loro lunghezza ottica. Ora, nella radioastronomia il margine è piccolo ma comunque ottenibile senza grosse difficoltà: a 21 cm di lunghezza d’onda — ossia quella dell’idrogeno interstellare — la tolleranza è di appena 2 cm; anche se questa è misurata su basi lunghe migliaia di chilometri (Very-Long-Baseline Interferometry). Ma ricorrendo a trucchi che prevedono l’uso combinato di orologi atomici locali e maser all’idrogeno, l’ostacolo è comunque facilmente risolvibile.
Ma questi non funzionano nell’interferometria ottica dove le fasi del segnale sono lunghe appena 1μm (ossia nel vicino infrarosso) e dove quindi la tolleranza richiesta deve essere ancora dieci volte più piccola, Questo risultato però è ottenibile facendo convergere i fuochi dei 4 telescopi del VLT in un unico punto avendo cura che tutti i segnali percorrano esattamente la stessa distanza. In questo modo, e sfruttando sapientemente le ottiche adattive dei telescopi, si può raggiungere l’incredibile risultato di avere una risoluzione pari a circa un millesimo di secondo d’arco a  1μm di lunghezza d’onda. Il che significa risolvere un oggetto grande appena un paio di metri sulla Luna!

Links

• Articolo scientifico
• Fotografie di GRAVITY
• Fotografie del VLT

Riferimenti:

1. . , "HR 8799/HD 218396 -- Ellipsoidal variable Star", SIMBAD Astronomical Database - CDS (Strasbourg), 2019. http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?protocol=html&Ident=HR%208799