Luce Zodiacale nei cieli di lontani Esopianeti


Illustrazione artistica della luce zodiacale vista nel cielo di un'esopianeta. Credit: ESO/L. Calcada
Illustrazione artistica della luce zodiacale vista nel cielo di un'esopianeta. Credit: ESO/L. Calcada

Sfruttando tutta la potenza dell'Interferometro del VLT (VLTI), un'equipe internazionale di astronomi ha scoperto la luce eso-zodiacale vicino alla zona abitabile di nove stelle vicine. La luce zodiacale è la luce stellare riflessa dalla polvere creata dalla collisione tra asteroidi e dall'evaporazione di comete. La presenza di queste grandi quantità di polvere nelle regioni interne degli ambienti che circondano alcune stelle potrebbe costituire un ostacolo alla possibilità futura di ottenere immagini dirette di pianeti simili alla Terra.

L'equipe di astronomi ha osservato 92 stelle vicine alla ricerca di luce eso-zodiacale proveniente dalla polvere calda vicino alla zone abitabile e ha combinato i nuovi dati con le osservazioni precedenti. Luce eso-zodiacale brillante, sia essa creata dai grani incandescenti della polvere eso-zodiacale, oppure luce stellare riflessa da questi stessi grani, è stata osservata in nove di queste stelle.

Dai siti più bui e sereni sulla Terra, la luce zodiacale appare come un diffuso ma debole chiarore visibile di notte appena dopo la fine del crepuscolo, oppure appena prima dell'alba. È creata dalla luce solare riflessa da minuscole particelle e sembra estendersi fin nelle vicinanze del Sole. Questa luce riflessa non si osserva solo da Terra, ma può essere vista da qualsiasi punto del Sistema Solare.

Il riverbero osservato in questo nuovo studio è una versione estrema di questo stesso fenomeno. La luce eso-zodiacale - luce zodiacale intorno ad altri sistemi stellari - era già stata analizzata in precedenza, ma questa è la prima volta che si effettua un grande studio sistematico intorno alle stelle vicine.

A differenza delle osservazioni precedenti, l'equipe non ha osservato la polvere che andrà a formare i pianeti, ma quella creata dalla collisione tra piccoli oggetti di pochi chilometri di diametro - oggetti detti planetesimi, simili agli asteroidi e alle comete del Sistema Solare. Polvere di questo tipo è anche all'origine della luce zodiacale nel nostro Sistema Solare.

"Se vogliamo studiare l'evoluzione di pianeti come la Terra, vicino alla zona abitabile, dobbiamo osservare la polvere zodiacale di queste regioni attorno ad altre stelle", commenta Steve Ertel, dell'ESO e dell'Università di Grenoble in Francia, primo autore dell'articolo. "Rivelare e caratterizzare questo tipo di polvere intorno ad altre stelle è un modo per studiare l'architettura e l'evoluzione dei sistemi planetari".

Un favoloso cielo stellato con una colonna brillante dovuta alla luce zodiacale illumina il panorama desertico intorno al Cerro Paranal, sede del VLT (Very Large Telescope) dell'ESO. Crediti: ESO/Y.Beletsk

Rivelare la debole emissione della polvere vicino all'abbagliante stella centrale richiede osservazioni ad alta risoluzione e constrasto elevato. L'interferometria - che combina la luce raccolta esattamente nello stesso momento da molti diversi telescopi - in luce infrarossa è, finora, l'unica tecnica che permette di scoprire e studiare questo tipo di sistemi.

Usando la potenza del VLTI e spingendo lo strumento al limite in termini di precisione e di efficienza, l'equipe è stata in grado di ottenere un livello di prestazioni circa dieci volte migliore di tutti gli altri strumenti disponibili al mondo.

Per ogni stella il gruppo di scienziati ha utilizzato i telescopi ausiliari da 1,8 metri per far arrivare la luce al VLTI. Dove era presente una forte luce eso-zodiacale si è potuto risolvere l'intera estensione del disco di polvere e separare la sua debole luce da quella dominante della stella. Come sottoprodotto, queste osservazioni hanno portato alla scoperta di nuovi, inaspettati compagni stellari in orbita attorno ad alcune delle stelle più massicce del campione. "Questi nuovi compagni suggeriscono che dovremmo rivedere la nostra attuale idea della quantità di stelle doppie qui presenti", afferma Lindsay Marion, autore principale di un altro articolo specifico per questo lavoro complementare che sfrutta gli stessi dati.

Analizzando le proprietà delle stelle circondate da un disco di polvere eso-zodiacale, l'equipe ha scoperto che la maggior parte della polvere si trova intorno a stelle più vecchie. Il risultato è sorprendente e mette in dubbio alcune delle nostre idee sui sistemi planetari. La produzione di polvere causata dalla collisione dei planetesimi dovrebbe diminuire nel tempo, poichè il numero di planetesimi diminuisce a mano a mano che vengono distrutti.

Il campione di oggetti osservati comprendeva anche 14 stelle per cui è stata segnalata la detezione di eso-pianeti. Tutti questi pianeti si trovano nella stessa regione del sistema occupata dalla polvere che mostra luce eso-zodiacale. La presenza di luce eso-zodiacale nei sistemi con pianeti potrebbe creare un problema per ulteriori studi astronomici dei pianeti extra-solari.

L'emissione di luce ezo-zodiacale dalla polvere, anche a bassi livelli, rende molto più difficile individuare pianeti simili alla Terra con immagini dirette. Quella rilevata in questa survey è di un fattore 1000 più brillante della luce zodiacale intorno al Sole. Il numero di stelle che mostrano luce zodiacale nel Sistema Solare è dunque probabilmente molto più alto rispetto al numero di stelle scoperte in questa survey. Le osservazioni rappresentano perciò solo il primo passo verso un'indagine dettagliata della luce eso-zodiacale.

"L'alto tasso di detezione a questi livelli di luminosità suggerisce che ci sia una grande quantità di sistemi che contiene polvere meno brillante, non rilevabile con la nostra indagine, ma essa sembra molto più brillante di quella del Sistema Solare", spiega Olivier Absil, dell'Università di Liegi, coautore dell'articolo. "La presenza di questa polvere in così tanti sistemi potrebbe perciò rivelarsi un ostacolo per le osservazioni future, che vogliano realizzare immagini dirette di esopianeti simili alla Terra".

http://www.eso.org/public/news/eso1435/

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