Nel tentativo di dare una risposta a una delle domande fondamentali del genere umano “Siamo soli nell’universo?” le stelle a noi più vicine, entro un centinaio di anni luce dal Sole, rappresentano il campione più ovvio e immediato da analizzare. Il campo interdisciplinare dei pianeti extrasolari, sempre più in rapida espansione, ha registrato recentemente un aumento di interesse nello studio riguardante le stelle di piccola massa, chiamate comunemente stelle nane M, oltre alla ricerca di stelle simili al Sole. Le stelle nane M sono stelle di sequenza principale. Sono cioè oggetti che si trovano nella fase evolutiva più lunga e stabile bruciando tranquillamente l’idrogeno nelle loro regioni centrali, con temperature superficiali inferiori a quelle del Sole.
La ricerca di pianeti attorno a tali stelle “fredde” è estremamente interessante in quanto sono le più comuni nella nostra Galassia e sono anche le più frequenti nei dintorni del Sole. Determinare accuratamente le frequenze di pianeti attorno a queste stelle ha profonde implicazioni per le teorie di formazione ed evoluzione dei sistemi planetari.
E’ stato in questi giorni accettato dal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society – MNRAS per la pubblicazione, un articolo che vede coinvolti diversi ricercatori INAF sui risultati ottenuti con un dettagliato esperimento numerico atto a stimare le potenzialità della missione Gaia, in partenza il 20 novembre prossimo, nel rilevare e caratterizzare pianeti giganti attorno a stelle nane M che si trovano entro 100 anni luce dal Sole. Gaia, missione spaziale di punta dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), effettuerà misure di posizione (astrometriche) di elevatissima precisione (100 volte meglio di quelle ottenute dal satellite Hipparcos). Grazie a queste misure sarà possibile rivelare piccole deviazioni periodiche nel moto stellare dovute alla perturbazione gravitazionale indotta dalla presenza di pianeti attorno alla stella madre.
Le estrapolazioni compiute sui conteggi stellari di nane M entro 300 anni luce dal Sole permettono di fare l’ipotesi che Gaia potrà rilevare oltre 2 000 nuovi pianeti giganti attorno a stelle di piccola massa; ottenere valori accurati della massa e dei parametri dell’orbita per circa 500 sistemi planetari con periodo orbitale tra 0,2 e 6 anni. La dimensione del campione permetterà di porre dei limiti molto stringenti sulle frequenze planetarie attorno a stelle nane M.
Abbiamo chiesto ad Alessandro Sozzetti dell’INAF Osservatorio Astrofisico di Torino, primo autore dell’ articolo, già impegnato in altri progetti riguardanti la caratterizzazione dei sistemi planetari, quale sarà il valore aggiunto di Gaia in questo campo:
“I risultati astrometrici ricavati da Gaia saranno complementari a quelli ottenuti con lo spettrografo HARPS-N installato sul Telescopio Nazionale Galileo (TNG) alle Isole Canarie, dato che si tratta di osservazioni sullo stesso campione di stelle. Nell’ambito, per esempio, del progetto INAF GAPS (Global Architecture of Planetary Systems) le osservazioni di HARPS-N@TNG saranno un elemento di fondamentale sinergia con i dati prossimi futuri di Gaia per una comprensione globale dell’architettura di questi sistemi planetari”.
Sinergia GAIA – GAPS – Clicca per ingrandire
Sozzetti aggiunge che Gaia osserverà per cinque anni le regioni esterne dei sistemi planetari alla ricerca di pianeti giganti (300 masse terrestri) con orbite entro le 5 UA (ovvero fino a 10 anni di periodo), quindi oggetti lontani dalla stella madre, con periodi orbitali fino al doppio della durata della missione. Il programma GAPS con HARPS-N produrrà invece informazioni sui pianeti di piccola massa (Nettuni e Super-terre con 10-20 masse terrestri) entro 1 AU (ovvero periodi orbitali inferiori a 1 anno).
“La tecnica delle velocità radiali con HARPS-N@TNG e quella astrometrica con Gaia sono estremamente complementari”, continua Sozzetti. “Sotto questo punto di vista il campione di nane M in comune tra i due programmi sarà dunque caratterizzato con un’accuratezza senza precedenti: Gaia individuerà tutti i pianeti gioviani su orbite di lungo periodo (dove è massima la sua sensibilità), mentre HARPS-N troverà pianeti di piccola massa nelle regioni interne (dove è massima la sua sensibilità). In tal modo si potranno identificare sistemi con l’architettura analoga a quella del nostro Sistema Solare”.
Insomma, grandi speranze per questa missione e comunque sempre tanto lavoro da fare per gli astronomi impegnati in questo giovane e affascinante ramo dell’Astrofisica. Troveremo altre terre? Il nostro Sistema Solare è una regola o un’eccezione?
In collaborazione con Sabrina Masiero (GAPS member)
Sozzetti et al., Astrometric Detection of Giant Planets Around Nearby M Dwarfs: The Gaia Potential