Pianeta Rogue delle dimensioni della Terra scoperto nella Via Lattea

La nostra galassia potrebbe essere piena di pianeti canaglia, non legati gravitazionalmente a nessuna stella. Un team internazionale di scienziati, guidato da astronomi polacchi, ha annunciato la scoperta del più piccolo pianeta fluttuante di dimensioni terrestri trovato fino ad oggi.

Fino ad oggi sono stati scoperti oltre quattromila pianeti extrasolari. Sebbene molti degli esopianeti noti non assomiglino a quelli del nostro sistema solare, hanno una cosa in comune: orbitano tutti attorno a una stella. Tuttavia, le teorie sulla formazione e l’evoluzione dei pianeti prevedono l’esistenza di pianeti fluttuanti (canaglia), gravitazionalmente non collegati a qualsiasi stella. Infatti, alcuni anni fa gli astronomi polacchi del team OGLE dell’Osservatorio Astronomico dell’Università di Varsavia hanno fornito le prime prove dell’esistenza di tali pianeti nella Via Lattea. Scrivendo su Astrophysical Journal Letters, gli astronomi OGLE hanno annunciato la scoperta del più piccolo pianeta canaglia trovato fino ad oggi.

Gli esopianeti possono essere osservati solo raramente direttamente. Di solito, gli astronomi trovano pianeti usando le osservazioni della luce dalla stella ospite del pianeta. Ad esempio, se un pianeta attraversa davanti al disco della sua stella madre, la luminosità osservata della stella diminuisce periodicamente di una piccola quantità causando i cosiddetti transiti. Gli astronomi possono anche misurare il movimento della stella causato dal pianeta.

I pianeti fluttuanti non emettono praticamente nessuna radiazione e — per definizione — non orbitano intorno a nessuna stella ospite, quindi non possono essere scoperti usando i metodi tradizionali di rilevamento astrofisico. Tuttavia, i pianeti canaglia possono essere individuati utilizzando un fenomeno astronomico chiamato microlensing gravitazionale. Il microlensing deriva dalla teoria della relatività generale di Einstein: un oggetto massiccio (la lente) può piegare la luce di un oggetto di sfondo luminoso (la sorgente). La gravità della lente agisce come un’enorme lente d’ingrandimento che piega e ingrandisce la luce di stelle lontane.

“Se un oggetto massiccio (una stella o un pianeta) passa tra un osservatore terrestre e una stella sorgente lontana, la sua gravità può deviare e focalizzare la luce dalla sorgente. L’osservatore misurerà un breve schiarimento della stella sorgente”, spiega il Dr. Przemek Mroz, uno studioso post-dottorato presso il California Institute of Technology e autore principale dello studio. “Le possibilità di osservare il microlensing sono estremamente ridotte perché tre oggetti-sorgente, lente e osservatore — devono essere quasi perfettamente allineati. Se osservassimo solo una stella sorgente, dovremmo aspettare quasi un milione di anni per vedere la sorgente microlentata”, aggiunge.

Questo è il motivo per cui le moderne indagini a caccia di eventi di microlensing gravitazionale stanno monitorando centinaia di milioni di stelle nel centro della Via Lattea, dove le probabilità di microlensing sono più alte. Il sondaggio OGLE-guidato dagli astronomi dell’Università di Varsavia-svolge uno di questi esperimenti. OGLE è uno dei più grandi e più lunghi sondaggi cielo, ha iniziato le operazioni oltre 28 anni fa. Attualmente, gli astronomi OGLE stanno usando un 1.Telescopio Varsavia di 3 metri situato all’Osservatorio Las Campanas, Cile. Ogni notte limpida, puntano il loro telescopio verso le regioni centrali della Galassia e osservano centinaia di milioni di stelle, alla ricerca di quelle che cambiano la loro luminosità.

Il microlensing gravitazionale non dipende dalla luminosità dell’obiettivo, quindi consente lo studio di oggetti deboli o scuri come i pianeti. La durata degli eventi di microlensing dipende dalla massa dell’oggetto lensing: meno massiccia è la lente, più breve è l’evento di microlensing. La maggior parte degli eventi osservati, che in genere durano diversi giorni, sono causati da stelle. Gli eventi di microlensing attribuiti a pianeti fluttuanti hanno tempi di appena poche ore. Misurando la durata di un evento di microlensing (e la forma della sua curva di luce) possiamo stimare la massa dell’oggetto di lente.

Gli scienziati hanno annunciato la scoperta del più breve evento di microlensing scala temporale mai trovato, chiamato OGLE-2016-BLG-1928, che ha la scala temporale di soli 42 minuti. “Quando abbiamo notato per la prima volta questo evento, era chiaro che doveva essere stato causato da un oggetto estremamente piccolo”, afferma il Dr. Radoslaw Poleski dell’Osservatorio astronomico dell’Università di Varsavia, coautore dello studio. In effetti, i modelli dell’evento indicano che la lente doveva essere meno massiccia della Terra, probabilmente era un oggetto di massa di Marte. Inoltre, l’obiettivo è probabilmente un pianeta canaglia. “Se la lente fosse in orbita attorno a una stella, rileveremmo la sua presenza nella curva di luce dell’evento”, aggiunge il dottor Poleski. “Possiamo escludere che il pianeta abbia una stella all’interno di circa 8 unità astronomiche (l’unità astronomica è la distanza tra la Terra e il Sole).”

Gli astronomi di OGLE hanno fornito la prima prova per una grande popolazione di pianeti canaglia nella Via Lattea alcuni anni fa. Tuttavia, il pianeta appena rilevato è il più piccolo mondo canaglia mai trovato. “La nostra scoperta dimostra che i pianeti fluttuanti a bassa massa possono essere rilevati e caratterizzati utilizzando telescopi a terra”, afferma il Prof. Andrzej Udalski, PI del progetto OGLE.

Gli astronomi sospettano che i pianeti fluttuanti liberi si siano effettivamente formati in dischi protoplanetari attorno alle stelle (come pianeti “ordinari”) e siano stati espulsi dai loro sistemi planetari genitori dopo interazioni gravitazionali con altri corpi, ad esempio con altri pianeti nel sistema. Le teorie sulla formazione dei pianeti prevedono che i pianeti espulsi dovrebbero essere in genere più piccoli della Terra. Così lo studio dei pianeti fluttuanti ci permette di comprendere il passato turbolento dei giovani sistemi planetari, come il nostro sistema solare.

La ricerca di pianeti fluttuanti è uno dei driver scientifici del telescopio spaziale romano Nancy Grace, attualmente in costruzione dalla NASA. L’osservatorio dovrebbe iniziare le operazioni a metà degli anni 2020.

A causa della brevità dell’evento, sono state necessarie ulteriori osservazioni raccolte dal Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) per caratterizzare l’evento. KMTNet gestisce una rete di tre telescopi-in Cile, Australia e Sud Africa.

Riferimento: “Un terrestre-massa rogue planet candidato rilevato nel più breve scala temporale microlensing evento” da Przemek Mróz, Radoslaw Poleski, Andrew Gould, Andrzej Udalski, Takahiro Sumi, e, Michal K. Szymanski, Igor Soszynski, Pawel Pietrukowicz, Szymon Kozlowski, Jan Skowron, Krzysztof Ulaczyk, (OGLE Collaborazione), Michael D. Albrow, Sole Chung Ju, Cheongho Han, Kyu-Ha Hwang, Youn Kil Jung, Hyoun-Woo, Kim Yoon-Hyun Ryu, In-Gu Shin, Yossi Shvartzvald, Jennifer C. Yee, Weicheng Zang, Sang-Mok Cha Dong-Jin Kim, Seung-Lee, Kim Chung-Uk Lee Dong-Joo Lee, Yongseok Lee Byeong-Gon Parco, Richard W. Pogge e (collaborazione KMT), 29 ottobre 2020, Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / abbfad
arXiv: 2009.12377

La scoperta sarebbe impossibile senza osservazioni a lungo termine condotte dall’OGLE sky survey. Il progetto è tra i più grandi e più lunghi sondaggi del cielo, ha iniziato le operazioni oltre 28 anni fa. Uno dei primi obiettivi del sondaggio OGLE era la ricerca e lo studio della materia oscura usando la tecnica del microlensing gravitazionale. Gli studi attuali coprono una vasta gamma di argomenti: ricerca di esopianeti, studio della struttura e dell’evoluzione della Via Lattea e delle galassie vicine, studi su stelle variabili, quasar, transitori e corpi del sistema solare.