Un team di astronomi ha un sistema planetario in orbita intorno ad una stella che si trova a soli 54 anni luce di distanza da noi, utilizzando telescopi situati alle Hawaii e in Arizona. Tutti e tre i pianeti osservati orbitano attorno alla loro stella ad una distanza inferiore a quella di Mercurio rispetto al Sole, completando le loro orbite in 5, 15, e 24 giorni terrestri.
Gli astronomi dell’Università delle Hawaii, dell’Università della California, e della Tennessee State University hanno scoperto questi tre pianeti utilizzando dati raccolti dal telescopio Automated Planet Finder (APF), presso il Lick Observatory in California, il Keck Observatory a Maunakea alle Hawaii, e l’Automatic Photometric Telescope (APT) presso il Fairborn Observatory in Arizona.
Il team ha scoperto i nuovi pianeti rilevando le oscillazioni della stella ospite, HD 7924, dovute alle orbite dei pianeti e ai loro effetti gravitazionali sulla stella. I dati raccolti dall’APF e dal Keck Observatory hanno permesso di tracciare le orbite dei pianeti con la tecnica Doppler, grazie alla quale sono già stati scoperti con successo centinaia di pianeti più grandi, per lo più intorno a stelle vicine. L’APT ha ottenuto misure cruciali della luminosità di HD 7924, che garantiscono la validità delle scoperte dei pianeti.
Impressione artistica del sistema planetario in orbita attorno ad HD 7924 guardando in direzione del nostro Sole, facilmente visibile ad occhio nudo. Poiché HD 7924 si trova nel nostro cielo boreale, un osservatore nella sua posizione vedrebbe oggetti come la Croce del Sud e le Nubi di Magellano prospetticamente vicini al Sole. Crediti: Karen Teramura e BJ Fulton, Università delle Hawaii, Istituto di Astronomia
La nuova struttura dell’APF offre la possibilità di velocizzare la ricerca di pianeti, poiché si tratta di un telescopio robotico che si dedica alla ricerca di pianeti extrasolari ogni notte serena, ed è in grado di misurare con estrema precisione le velocità radiali delle stelle. Realizzare un osservatorio totalmente robotizzato e gestito da computer, senza la supervisione umana, ha richiesto anni di sforzi da parte dello staff dell’Università della California.
«Inizialmente abbiamo utilizzato l’APF come un telescopio normale: restando svegli tutta la notte e studiando ogni singola stella. Ma l’idea di lasciare che un computer si prendesse carico del turno di notte diventava sempre più attraente, dopo mesi di scarso sonno, così abbiamo scritto un software per essere sostituiti da un robot», ha detto BJ Fulton, laureato presso l’Università delle Hawaii.
Nel 2009 l’Osservatorio Keck ha trovato la prima prova di pianeti in orbita attorno alla stella HD 7924, scoprendo il pianeta più interno grazie allo strumento HIRES installato sul telescopio da 10 metri Keck I. Questa stessa combinazione è stata utilizzata anche dal gruppo di ricerca guidato da Andrew Howard dell’Università delle Hawaii e Geoffrey Marcy dell’Università della California per trovare altri pianeti di tipo terrestre in orbita attorno a stelle vicine. Ci sono voluti cinque anni di ulteriori osservazioni al Keck Observatory e la campagna di un anno e mezzo presso il telescopio APF per trovare gli altri due pianeti in orbita attorno ad HD 7924.
Nella foto l’Automated Planet Finder (APF), il telescopio robotico dell’Università della California. Si trova presso il Lick Observatory, sul monte Hamilton. Crediti: Laurie Hatch
Il telescopio spaziale Kepler ha scoperto migliaia di pianeti extrasolari, dimostrando che sono estremamente comuni nella nostra Galassia. Tuttavia, quasi tutti questi pianeti sono molto lontani dal nostro sistema solare. Per le stelle vicine a noi nella maggior parte dei casi non è stata condotta una ricerca accurata della presenza di Super Terre (pianeti più grandi della Terra, ma più piccoli di Nettuno), che Kepler ha invece trovato in grande abbondanza.
Questa scoperta mostra il tipo di sistemi planetari che gli astronomi si aspettano di trovare nei prossimi anni per stelle nei nostri dintorni. «I tre pianeti sono diversi da qualsiasi cosa presente nel nostro sistema solare, con masse 7-8 volte quella della Terra e orbite molto vicine alla loro stella ospite», spiega Lauren Weiss, laureata presso l’Università della California. «Questo livello di automazione cambierà le regole del gioco per l’astronomia», dice Howard. “È un po’ come possedere un’auto senza conducente che va a fare shopping di pianeti».
Le osservazioni raccolte dall’APF, l’APT, e il Keck Observatory hanno permesso di verificare la presenza dei tre pianeti, escludendo altre spiegazioni. «Le macchie stellari, come le macchie solari che si osservano sul Sole, possono imitare il comportamento di piccoli pianeti in orbita attorno alla stella. Osservazioni ripetute nel corso di anni ci hanno permesso di individuare i segnali dovuti a macchie stellari e di distinguerli dai segnali dovuti alla presenza di questi nuovi pianeti», spiega Evan Sinukoff, studente laureato presso l’Università delle Hawaii che ha contribuito a la scoperta.
Le osservazioni robotiche di HD 7924 sono solo l’inizio di una ricerca sistematica di Super Terre in orbita attorno a stelle vicine. Fulton guiderà questa ricerca con l’APF che farà parte del lavoro per la sua tesi di dottorato. «Quando l’indagine sarà completa avremo un censimento di piccoli pianeti orbitanti attorno a stelle simili al Sole entro una distanza di circa 100 anni luce dalla Terra», dice Fulton.
L’autmazione dei telescopi è relativamente nuova per l’astronomia, e gli astronomi dell’Università delle Hawaii stanno costruendo due impianti all’avanguardia. Christoph Baranec ha costruito l’osservatorio Robo-AO, che raccoglie immagini ad alta risoluzione utilizzando un laser per rimuovere la sfocatura dovuta all’atmosfera terrestre, e John Tonry sta sviluppando ATLAS, un osservatorio robotico in grado di dare la caccia agli asteroidi potenzialmente pericolosi.
L’articolo che presenta questo lavoro si intitola “Three super-Earths orbiting HD 7924”, è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Astrophysical Journal e può essere consultato a questo link.