Cerchiata la stella HD219134 nella costellazione di Cassipeia. Crediti: NASA/JPL-Caltech/DSS
Nei cieli dell’emisfero boreale, visibile per tutto l’autunno alle nostre latitudini, splende la costellazione di Cassiopea. Molto ben riconoscibile dalle sue stelle cinque stelle brillanti che compongono una doppia V (W), questa regione del cielo ospita anche una stella meno appariscente, ma comunque visibile anche ad occhio nudo sotto cieli bui e sereni. Il suo nome, poco accattivante, ma che ricorderemo a lungo è HD 219134.
A prima vista indistinguibile da migliaia di altre, questa stella nascondeva un segreto che è stato appena svelato da un team internazionale che comprende anche molti ricercatori dell’INAF e dell’Università di Padova: un pianeta roccioso transitante, che eclissa ad intervalli regolari il disco della propria stella madre. Il suo anno, ovvero il periodo orbitale, dura appena tre giorni, il che rende la sua temperatura incandescente.
Non è esattamente un gemello della Terra in senso stretto quindi, ma comunque un oggetto raro e prezioso per gli astronomi: ospitato da una stella brillante (di quinta magnitudine) e a soli 21 anni-luce da noi. «E’ il pianeta roccioso confermato più vicino a noi, il che spalanca prospettive emozionanti per studiarne l’atmosfera in un prossimo futuro» spiega Giusi Micela, direttore dell’Osservatorio Astronomico di Palermo dell’INAF e membro del team che ha portato a questo risultato, ora in via di pubblicazione della rivista Astronomy & Astrophysics a primo nome di Ati Motalebi, ricercatrice dell’Osservatorio di Ginevra, che ha coordinato per questa ricerca il consorzio internazionale. La stella è una cosiddetta nana di tipo K, ovvero simile al nostro Sole ma leggermente più fredda e più piccola. Ma è vicinissima a noi.
Come potrebbe apparire il pianeta HD 219134b,il pianeta roccioso più vicino a noi finora trovato al di fuori del Sistema Solare. HA una dimensione di una volta e mezza la Terra e “frulla” intorno alla sua stella in solo tre giorni. A causa della temperatura elevata, probabilmente possiede una superficie parzialmente fusa con intensa attività geologica. Crediti: NASA/JPL-Caltech
«Il pianeta è stato scoperto con il nostro TNG, il Telescopio Nazionale Galileo» dichiara Emilio Molinari, direttore del TNG, «nell’ambito di un programma di ricerca di pianeti rocciosi, simili alla Terra, condotto con il miglior cacciatore di pianeti attualmente disponibile a Terra, lo spettrografo HARPS-N, montato appunto sul nostro telescopio italiano. Questo risultato è di grande soddisfazione e per noi e per tutto l’INAF, che ha scelto di investire risorse in uno strumento all’avanguardia nella ricerca di pianeti extrasolari».
Il nuovo mondo, chiamato HD 219134b, è stato infatti scoperto grazie ad HARPS-N, il “cacciatore di pianeti”, uno strumento spettroscopico montato sul TNG nell’isola di La Palma alle Canarie. HARPS-N è stato sviluppato e installato da una vasta collaborazione internazionale che include partner italiani assieme all’osservatorio di Ginevra, un consorzio di Università Inglesi e al Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (USA). Questo strumento è in grado di misurare la velocità radiale della stella ospitante con una precisione che non ha rivali in tutto l’emisfero boreale, ed è ciò che ha permesso di individuare il pianeta grazie al minuscolo “dondolio” che la sua presenza induce gravitazionalmente sulla stella. Tale misura consente di ricavare la massa del pianeta, che in questo caso è di quattro volte e mezza quella terrestre.
E’ un pianeta un po’ più grande della Terra, ma molto più piccolo di Urano e Nettuno. Gli astronomi chiamano questi pianeti, non presenti nel nostro Sistema Solare, “superterre”. HARPS-N ha fornito indicazioni sulla massa del pianeta, ma il team di ricercatori responsabile della ricerca non si è accontentato. Ha voluto cercare anche il segnale (raro) del passaggio, il cosiddetto “transito”, del pianeta di fronte alla sua stella ospite, poiché solo con quel dato si sarebbe potuto misurare il raggio del pianeta, quindi il suo volume. Noti volume e massa, si ottiene la densità, quindi si può stabilire se il pianeta è roccioso come la Terra, o gassoso come Giove.
Questa ricerca ha richiesto la potenza di fuoco di un altro strumento senza rivali nel suo campo: il telescopio spaziale Spitzer, operato dalla NASA, che lavora nelle lunghezze d’onda infrarosse al di fuori delle sorgenti di disturbo presenti nella nostra atmosfera. Fortuna audace iuvat. Misurando la luminosità di HD 219134 durante la finestra temporale predetta, Spitzer ha misurato in effetti una minuscola diminuzione di luce, della durata di poche ore: proprio il transito di HD 219134b. Dall’entità di questa diminuzione si è stabilito che il raggio del pianeta è appena 1.6 volte il raggio terrestre, il che combinato con la massa misurata da HARPS-N, porta a una densità di circa 6 g/cm³. Un valore molto simile alla Terra, il che conferma HD 219134b a pieno titolo come una superterra, eccitando la fantasia di tutti noi.
Le sorprese non si sono fermate ad HD 219134b, che si è rivelato essere solo il membro più interno di un sistema planetario composto di ben altri tre pianeti, scoperti tramite un’analisi approfondita delle velocità radiali di HARPS-N. Questi pianeti sono rispettivamente un’altra superterra di 2.7 masse terresti su un’orbita di 6.8 giorni di periodo, un pianeta nettuniano di 9 masse terrestri e 47 giorni di periodo, e infine un pianeta gigante (62 masse terrestri, circa due terzi del nostro Saturno) molto più distante, con ben tre anni di periodo.
Rappresentazione grafica del sistema planetario HD 219134. Crediti: Avet Harutyunyan (FGG-TNG) 2015
«La struttura compatta del sistema planetario interno attorno a HD219134 conferma i risultati ottenuti su altri sistemi planetari, ma questa volta scoperto alle porte del nostro Sistema Solare» commenta Alessandro Sozzetti dell’INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino.
«E’ un risultato senza precedenti. E’ il pianeta più vicino a noi roccioso, con caratteristiche molto simili a quelli della Terra. Appena abbiamo avuto la conferma della scoperta ho pensato: ecco, abbiamo la sceneggiatura perfetta per il prossimo film di Spielberg» dice Giampaolo Piotto, dell’Università di Padova, membro del team che ha portato a questa scoperta. «E’ un pianeta incandescente, non ospitale alla vita, ma quello che è più importante è che è ormai chiaro che ci stiamo avvicinando sempre più alla individuazione di un pianeta analogo alla Terra. Non ci siamo ancora, ma con ESA stiamo costruendo un satellite (PLATO) che sicuramente raggiungerà lo scopo. Ci vorranno ancora dieci anni, ma alla fine siamo certi troveremo un’altra Terra, probabilmente vicina a noi…».