Incetta di pianeti extrasolari: da NASA Kepler altri 715 nuovi mondi

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Credit: NASA

La missione della NASA Kepler ha annunciato, mercoledì 26 febbraio, la scoperta di altri 715 pianeti extrasolari confermati, tutti in sistemi planetari multipli simili al nostro, in orbita intorno a 305 stelle.

Quasi il 95% di questi nuovi mondi sono più piccoli di Nettuno, che è circa quattro volte le dimensioni della Terra e orbitano troppo vicino alle loro stelle per sostenere la vita come la conosciamo.
Ma quattro, tra tutti, sono poco più del doppio delle dimensioni della Terra (inferiori a 2.5 masse terrestri) e collocati nella zona abitabile, ossia alla giusta distanza dalla loro stella madre affinché sulla superficie possa esistere acqua allo stato liquido.

La nuova scoperta segna un importate svolta nella ricerca degli esopianeti e una nuova grande conquista per Kepler, che continua ad essere una inesauribile fonte di scienza pur avendo concluso il suo lavoro a maggio 2013, dopo aver manifestato alcuni problemi alla seconda delle quattro ruote di reazione.

"Il team della missione Kepler continua a stupire e ci emoziona con i loro risultati nella caccia ai pianeti", ha dichiarato John Grunsfeld, amministratore associato al Science Mission Directorate della NASA a Washington.
"Il fatto che questi pianeti e sistemi solari sono un po' come il nostro, fa presagire un grande futuro per James Webb Space Telescope" (il telescopio spaziale successore di Hubble).

Dalla scoperta del primo pianeta extrasolare approssimativamente due decadi fa, la tecnica di verifica di ogni nuovo mondo è molto laboriosa.

Kepler rileva i pianeti extrasolari con il metodo del transito, ossia osserva la diminuzione di segnale nella luminosità della stella quando l'ipotetico pianeta ci passa davanti. Ma questo, di per sé, non è un fenomeno semplice da rilevare e dipende, ovviamente, anche dalla prospettiva da cui si guarda la scena.
E' un metodo soggetto ad errori perché la stella potrebbe essere offuscata da altri fattori, come ad esempio, il passaggio di una compagna.
Quindi, ammesso di aver assistito ad un transito, il nuovo mondo va confermato calcolando altri dati, come la massa e questo non sempre è possibile.
Così, in genere, abbiamo un gran numero di pianeti candidati, rispetto ad un numero relativamente basso di pianeti confermati.

Il nuovo annuncio quasi raddoppia i pianeti extrasolari confermati noti fino ad oggi, portando il numero tra i 1.500 e i 1.800 a seconda di quale tra le cinque banche dati si prende in considerazione, incertezza dovuta alla difficoltà di rilevamento e convalida.

Credit: phl.upr.edu / exoplanet.eu

I cataloghi sono:

• Extrasolar Planets Encyclopedia con 1.795 pianeti confermati;
• Exoplanets Catalog, gestito dal Planetary Habitability Laboratory dell'università di Puerto Rico a Arecibo con 1.790 pianeti confermati;
• NASA Exoplanet Archive con 1.749 pianeti confermati;
• Exoplanet Orbit Database con 1.490 pianeti confermati;
• Open Exoplanet Catalog con 1.714 pianeti confermati.

E quindi come ha fatto il team della missione Kepler a presentare 715 nuovi esopianeti confermati in un sol colpo?

E' tutto merito del calcolo della probabilità statistica!
La nuova tecnica, che lavora per esclusione, si chiama "verification by multiplicity".

Durante la sua missione primaria, Kepler osservava oltre 150.000 stelle e un migliaio di queste avevano pianeti candidati.
Se i candidati fossero stati distribuiti a caso, tra tutte queste stelle, solo una manciata avrebbero avuto più di un pianeta candidato. Ma Kepler ha osservato centinaia di stelle con più candidati e questo campione, basato sui dati rilevati tra maggio 2009 e marzo 2011, è stato utilizzato per confermare i 715 nuovi mondi.
Un dato molto incoraggiante se consideriamo che ad oggi abbiamo quasi 4.000 pianeti candidati e i 715 sono stati estratti solo prendendo in esame i primi due anni di osservazioni.

"La molteplicità è una tecnica potente per la convalida all'ingrosso che sarà utilizzata in futuro" ha detto Jason Rowe del SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) Institute di Mountain View, California.

Questo metodo può essere paragonato al comportamento dei leoni e delle leonesse nella savana.
Supponiamo che i leoni siano le stelle di Kepler e le leonesse i pianeti candidati: le leonesse verrebbero osservate in gruppo mentre i leoni tenderebbero a muoversi per conto proprio. Quindi, se vedessimo due figure, sarebbero probabilmente un leone e una leonessa, piuttosto che due leoni. E se i felini fossero di più, allora potrebbero essere un leone e con più leonesse. Così, attraverso la molteplicità, che in parole povere potrebbe essere descritta come l'intersezione delle diverse situazioni, la leonessa può essere identificata in modo affidabile.
La stessa cosa vale per i pianeti.

"Quattro anni fa, la missione Kepler ha iniziato ad annunciare pianeti candidati, prima centinaia, poi migliaia ma erano solo mondi candidati", ha detto Lissauer. "Ora, abbiamo sviluppato un processo per verificare pianeti candidati in massa e consegnare pianeti all'ingrosso, una vera e propria miniera d'oro di nuovi mondi". 

Uno di questi nuovi pianeti, chiamato Kepler-296f, orbita intorno ad una stella grande la metà del Sole, luminosa appena 5% rispetto nostra stella. Il pianeta ha un diametro pari al doppio di quello terrestre ma gli scienziati non sanno ancora se si tratta di un mondo gassoso coperto da idrogeno ed elio, oppure roccioso coperto di acqua, con un oceano enorme.

"Da questo studio abbiamo appreso che i pianeti in sistemi multipli sono piccoli con orbite piatte e circolari" ha spiegato Jason Rowe, scienziato e ricercatore del SETI, co-autore della ricerca. "Più esploriamo e più troviamo tracce famigliari di noi stessi tra le stelle, che ci ricordano casa nostra".

Oltre a tutti dati ancora da analizzare, il telescopio spaziale Kepler potrà forse continuare la caccia di pianeti extrasolari con il nuovo programma K2 (Kepler-2), presentato alla NASA dagli scienziati dell'Ames Research Center.