EPOXI: una delle prime missioni alla ricerca di esopianeti

Rappresentazione artistica di un esopianeta. Crediti: NASA.

Andiamo indietro nel tempo alla ricerca delle prime missioni dedicate alla ricerca di pianeti extrasolari.

EPOXI combina due fondamentali studi scientifici in una nuova missione che ha riutilizzato la sonda Deep Impact già in orbita attorno al Sole e (2005).

The Extrasolar Planet Observation and Characterization (EPOCh) è uno studio basato sull’osservazione delle stelle con transiti di pianeti giganti noti allo scopo di conoscere qualcosa di più sui pianeti che già sono noti essere in orbita attorno alle loro stelle ospiti e per cercare indizi di altri pianeti che potrebbero essere in orbita attorno alle stesse stelle.

Il numero delle stelle selezionate doveva essere piccolo perché il tempo era strettamente limitato per quella data fase della missione a causa dei dettagli dell’orbita della sonda, e le stelle dovevano essere osservate quasi continuamente per settimane contemporaneamente. Di stelle candidate ce n’erano tante, ma sono state selezionate solo alcune. Il team che portava avanti l’esperimento ha affrontato decisioni estremamente complicate e difficili per determinare quali stelle avrebbero potuto essere osservate e quali avrebbero dovuto essere messe da parte per un futuro lavoro, forse in una futura missione spaziale.

Com’è possibile sapere che vi sono dei pianeti in orbita attorno ad altre stelle, se trascuriamo il nostro Sole? All’epoca, il 28 maggio 2008, era stata annunciata la scoperta di ben 293 pianeti intorno a 291 stelle tra cui 25 stelle che possedevano di più di un pianeta. E’ possibile consultare il Catalogo online di esopianeti, The Extrasolar Planets Encyclopedia. I pianeti sono troppo piccoli e troppo deboli per essere osservati direttamente, anche con i più moderni telescopi e dispositivi fotografici. Le oscillazioni nel moto di una stella parente, tuttavia, possono darci informazioni sulla dimensione e sull’orbita di pianeti che ruotano attorno alla stella. Questo è il metodo con cui sono stati trovati quasi tutti i pianeti scoperti.

L’impatto del proiettile sgangiato dalla sonda Deep Impact. Il 4 luglio 2005 alle 5.52 UTC Tempel 1 fu colpita da un proiettile, che era parte integrante della sonda della NASA, Deep Impact. L’impatto fu fotografato da un altro componente della sonda, che registrò un lampo luminoso dal sito d’impatto. Il cratere che si formò non è stato osservato da Deep Impact a causa di una nube di polvere che si alzò come conseguenza dell’impatto stesso. Le stime furono di 100 e 250 metri di diametro e una profondità di 30 metri. Crediti NASA. 

In un piccolo numero di casi, l’orbita di un pianeta lo porta proprio tra noi e la stella madre. Si dice che il pianeta “transita” di fronte alla stella passandogli davanti sulla faccia visibile (per noi osservatori sulla Terra). Se fossimo in grado di osservare chiaramente qualcosa da così lontano, osserveremmo un disco scuro, come una macchia nera, quello del pianeta, su un disco molto più grande e luminoso, quello della stella. Non siamo in grado di osservare nulla a così grandi distanze in modo netto e chiaro, non con la tecnologia attuale, ma siamo in grado di notare che la luce della stella è diminuita ogni volta che il pianeta vi transita davanti. All’epoca, il 28 maggio 2008, vi erano 51 transiti planetari noti, con nuove altri pianeti scoperti che erano stati annunciati poco prima, nel mese di aprile. Informazioni dettagliate e aggirnate in un linguaggio tecnico sono disponibili su Summary Table of Parameters for Transiting Planets:  e su Ecoplanet Archive dell’IPAC-Caltech:  ma anche su The Extrasolar Planets Encyclopedia:.

La missione EPOXI ha analizzato degli altri transiti planetari utilizzando un telescopio spaziale, per cercare di conoscere qualcosa di più di quello che si può comprendere coi telescopi terrestri.

Le stelle target della missione EPOXI sono state tutte stelle con pianeti noti, in modo da poter essere certi che almeno un pianeta di ogni stella avrebbe prodotto dei transiti planetari. I sistemi con transiti planetari noti avevano tutti un solo pianeta conosciuto almeno all’inizio della missione. La missione EPOXI ha cercato dei piccoli dettagli nella variazione di luminoisità durante l’oscuramento della stella da parte del pianeta, che ha permesso di studiare la presenza di anelli e di eventuali satelliti in orbita attorno al pianeta. EPOXi ha, inoltre, rintracciato e studiato piccole variazione del periodo orbitale dei pianeti conosciuti che permettono di indicare l’influenza gravitazionale di altri pianeti in orbita attorno alla stessa stella. Infine, EPOXI ha cercato anche in modo diretto ulteriori transiti di pianeti più piccoli, troppo piccoli per essere osservati attraverso l’atmosfera terrestre. La sonda aveva un potere risolutivo tale da poter osservare transiti planetari di oggetti con dimensioni pari a metà di quelle terrestri.

La tabella che si trova qui elenca le stelle con pianeti che sono stati studiati dalla NASA con la missione EPOXI, dove sono inclusi anche la Terra e la Luna. Il video del passaggio o transito della Luna davanti alla Terra lo si può trovare qui: http://epoxi.umd.edu/3gallery/vid_Earth-Moon.shtml

La Terra è stata osservata varie volte durante la missione, intendendo la Terra come un distante pianeta extrasolare.

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Video della Luna mentre transita di fronte alla Terra, raccolte dalla sonda spaziale EPOXI della NASA. Le immagini sono state ottenute il 28-29 maggio 2008 quando la sonda si trovava poco sopra il piano orbitale della Terra e davanti alla Terra a circa 31 milioni di miglia, pari a 49,890 milioni di chilometri.

Fonte: EPOCh Observations: EPOXI’s Spacecraft Observes the Earth-Moon System – http://epoxi.umd.edu/3gallery/vid_Earth-Moon.shtml
Poster del progetto EPOXi in formato pdf: http://epoxi.umd.edu/pdfs/EPOXI_factsheet_2009.pdf

Science Targets: http://epoxi.umd.edu/2science/targets.shtml.

Deep Impact Mission: http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/index.html

Sabrina